lezione_parodonto_fotodinamica

La Terapia Fotodinamica.Possibile applicazione nel

trattamento dell’alitosi orale.

Claudio MongardiniDDS MscD

Specialist in PeriodontologyRome - Italy

• Le proprietà terapeutiche della luce erano note fin dall’antico egitto.

• Fine XIX - Inizio XX sec. iniziano studi sulla PDT:

Terapia Fotodinamica?

Finsen: cura malattie della pelle con luce

filtrata di una lampada ad arco di

carbonio.

1900 Oscar Raab osserva un elevato tasso di mortalità in

una coltura di parameci contemporaneamente esposti alla luce ed all’acridine orange

Von Tappeiner dimostra che la presenza di O2 è

necessaria affinché si abbia un’azione fotodinamica.

• Le proprietà terapeutiche della luce erano note fin dall’antico egitto.

• Fine XIX - Inizio XX sec. iniziano studi sulla PDT.

• Terapia fotodinamica viene abbandonata per l’avvento degli antibiotici.

Terapia Fotodinamica?

Terapia Fotodinamica (PDT)

• Cromofori assorbono l’energia luminosa.

• L’energia può essere utilizzata per dar luogo a svariati processi chimici.

Energia Luminosa

CROMOFORO

Stato Attivato


• Cromofori assorbono l’energia luminosa.

• L’energia può essere utilizzata per dar luogo a svariati processi chimici.

• FOTOSINTESI.

Energia Luminosa

Clorofilla

Stato Attivato6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6O2


• Il fotosensibilizzante, assorbendo energia, trasforma O2 dal normale stato tripletto....

Energia Luminosa

Fotosensibilizzante

O2Ossigeno Tripletto


• .....allo stato singoletto, altamente reattivo (tossico).

Emivita molto breve (t½ = 10-9s)

Diffusione limitata = 100 μm

Energia Luminosa

Fotosensibilizzante

O2Ossigeno Singoletto


Fotosensibilizzanti cationici hanno una elevata affinità per la membrana cellulare

batterica.

Energia Luminosa

Fotosensibilizzante

O2Ossigeno Singoletto

IL BIOFILMPer proteggersi dall’ambiente esterno.

(Fondamentale la matrice polisaccaridica extracellulare)

Per cooperazione tra batteri diversi nei processi metabolici.

Per acquisire nuovi tratti genetici.

I batteri all’interno del Biofilm possono essere fino a 1000 volte più resistenti agli antibiotici e

alle difese immunitarie: mutazioni genetiche

Inattivazione dell’AB nella matrice extracell.Limitazione della riproduzione batterica

PARODONTITE: EZIOLOGIAClarke e Hirsch, 1995

La terapia parodontale, ben eseguita, nel suo complessoè la terapia antimcrobica più efficace!

PARODONTITE: EZIOLOGIAClarke e Hirsch, 1995

Modulazione dellarisposta infiammatoria

dell’ ospite:HMTFans

Riduzione o eliminazionedelle specie parodonto-

patogene:Full Mouth Disinfection

AB terapiaAntisetticiProbiotici

AltroEliminazione dei fattori

di rischio:Abitudini viziate

Problematiche sistemiche

Photodinamic therapy

• Introdotta in medicina all’inizio del XX sec. da Raab e von Tappeiner, permette l’inattivazione delle cellule con fonte luminosa.

• Poi abbandonata perchè non si trovava un fotosensibilizzante adatto per i batteri e per l’avvento degli antibiotici.

• Oggi esistono fotosensibilizzanti di 3 gruppi:

Fenotiazine (Blu di metilene, Blu di Toluidina)

Ptalocianina

Porfirine

• Fotosensibilizzante si lega alle cellule (batteriche: sia Gram- che Gram+) e una volta fotoattivata libera radicali liberi di ossigeno singoletto che hanno un effetto tossico sulla cellula.

Quale futuro?

Photodinamic therapy

• Introdotta in parodontologia quale supplemento alla terapia non chirurgica.

• Studi pubblicati hanno mostrato risultati interessanti sia dal punto di vista clinico che microbiologico.

• Sono necessari ancora altri studi a lungo termine ma i campi di applicazione sono vari (Full-mouth disinfection, Tasche residue, Alitosi, Perimplantiti, endodonzia..)

Quale futuro?

Photodynamic therapy study:Fotosan®Prof. A. Pilloni, Dr. C. Mongardini

Phase I(of 4): Proof of principle study.

AIM: to verify that a certain dose/exposition time is able to kill/reduce periopathogenic bacteria, in vivo, in moderate-deep periodontal pockets.

Longitudinal randomized clinical trial

Split Mouth Design

Materials:

• 30 subjects in SPT, moderate-severe periodontitis with at least 2 sites with PD≥5mm, BOP, in 2 different quadrants, of comparable periodontal destruction.

Exclusion criteria:

• No AB & no peridontal treatment during the last 4 months.

• No relevant systemic disease.


Methods:

• Bacterial sampling: commercially available real-time PCR of the 2 sites.

• Mechanical instrumentation of both sites.


Methods:

• FotoSan® sensitizer is injected in the depth of the pocket and activated by light source:Only TEST groups (3 test groups) Group Test 10: 10 sec. Light Activation on outside of gingivaGroup Test 20: 20 sec. Light Activation on outside of gingivaGroup Test 10+10: 10 sec. Light Activation on outside of gingiva +

10 sec. Light Activation with endod. terminal in the pocket

• 1 week later new microbial testing both sites


Clinical sequence

Photodynamic therapy study:Fotosan® A. Pilloni, C. Mongardini

patient data:

well maintained perio-

patients in SPT phase.

Age 45,3

Sex 43% M

Smoking 7%

RESULTS:

Photodynamic therapy study:Fotosan® A. Pilloni, C. Mongardini

RESULTS:

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

mm

Test 10 sec Control 10 sec Test 20 sec Control 20 sec Test 10+10 Control 10+10

PPD Change

Test 10 secControl 10 secTest 20 secControl 20 secTest 10+10Control 10+10

Photodynamic therapy study:Fotosan®A. Pilloni, C. Mongardini

RESULTS:BOP

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4


BOP BaselineBOP T1


RESULTS:Total Bacterial Count

1,0E+02

1,0E+03

1,0E+04

1,0E+05

1,0E+06

1,0E+07

1,0E+08


Lo

g BaselineFinal

P. Gingivalis

1,0E+00

1,0E+01

1,0E+02

1,0E+03

1,0E+04

1,0E+05

1,0E+06

1,0E+07


Lo

g Pg BaselinePg T1

T. Forsythia

1,0E+00

1,0E+01

1,0E+02

1,0E+03

1,0E+04

1,0E+05

1,0E+06

1,0E+07


Lo

g Tf BaselineTf T1

T. Denticola

1,0E+00

1,0E+01

1,0E+02

1,0E+03

1,0E+04

1,0E+05

1,0E+06

1,0E+07


Lo

g Td BaselineTd T1

F. Nucleatum

1,00E+00

1,00E+01

1,00E+02

1,00E+03

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07


Lo

g Fn BaselineFn T1

Single Periopathogens Counts


RESULTS: Relative red/orange proportions

Bacterial ClustersWith DNA tests and the Checkerboard system Socransky (1996)

demonstrated that bacteria in dental plaque tend to aggregate in complexes that share different metabolic and growing aspects.

S. mitis

S. sanguis

S. gordonii

S. intermedius

V. parvula

A. odontolyticus

P. intermedia

P. nigrescens

P. micros

F. nucleatum

E. nodatum

C. rectum

…….

P. gingivalis

T. forsythensis

T. denticola

C. sputigena

E. corrodens

C. concissus

C. gingivalis

C. ochracea

A. actinomyc. ser. a

+

A. viscosus; Selenomonas,

A. actinomycetemcomitans ser. b



Test 10s Final

6% 1%

Red ComplexOrange Complex

Control 10s Final

9%4%


Control 10s Baseline

9%3%


Test 10s Baseline

13%

2%




Test 20s Final

3%4%


Control 20s Final

9%4%


Control 20s Baseline

9%3%


Test 20s Baseline

7%3%


Control 10+10s Final

9%

5%


Control 10+10s Baseline

12%

3%




Test 10+10s Final

2% 1%


Test 10+10s Baseline

15%

2%


Conclusions phase I study

• Higher exposition time (20 sec.) and especially exposition in the pocket showed better results than lower dose.

• Other factor that may be important are: Inflammation of the pocket (bleeding);Contact time of the sensitizer liquid with biofilm;Thickness of the periodontal soft tissue.

Possibili applicazioni nelle alitosi orali?

• Difficoltà nel trattamento del dorso linguale con strumentazione meccanica.

• Sostanze antisettiche non penetrano nelle anfrattuosità.

• Ongoing RCT x alitosi. (Sapienza - Roma).

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