Establishment of a Dental Unit Biofilm Model Using Well-Plate

The water discharged from dental unit waterlines (DUWLs) is heavily contaminated with bacteria. The development of efficient disinfectants is required to maintain good quality DUWL water. The purpose of this study was to establish a DUWL biofilm model using well-plates to confirm the effectiveness of disinfectants in the laboratory. Bacteria were obtained from the water discharged from DUWLs and incubated in R2A liquid medium for 10 days. The bacterial solution cultured for 10 days was made into stock and these stocks were incubated in R2A broth and batch mode for 5 days. Batch-cultured bacterial culture solution and polyurethane tubing sections were incubated in 12-well plates for 4 days. Biofilm accumulation was confirmed through plating on R2A solid medium. In addition, the thickness of the biofilm and the shape and distribution of the constituent bacteria were confirmed using confocal laser microscopy and scanning electron microscopy. The average accumulation of the cultured biofilm over 4 days amounted to $1.15{\times}10^7CFU/cm^2$. The biofilm was widely distributed on the inner surface of the polyurethane tubing and consisted of cocci, short-length rods and medium-length rods. The biofilm thickness ranged from $2{\mu}m$ to $7{\mu}m$. The DUWL biofilm model produced in this study can be used to develop disinfectants and study DUWL biofilm-forming bacteria.

Well-Plate를 사용한 치과용 유니트 수관 바이오필름 모델 확립

DUWL에 형성한 바이오필름을 효율적으로 제거할 수 있는 새로운 소독제는 개발되어야 하며, 실험실에서 소독제의 효과를 확인하기 위해 DUWL 바이오필름 시료는 필요하다. 이 연구의 목적은 well plate를 사용하여 간단하고 재현 가능한 DUWL 바이오필름 모델을 개발하는 것이다. 사용중인 4대의 DUWL에서 배출된 1 L의 물을 여과지에 여과시켜 세균을 얻었다. 여과지를 PBS (pH 7.4) 용액 20 ml에 현탁시킨 후, 현탁액을 R2A 액체배지에 접종하고 $25^{\circ}C$에서 10일 동안 배양하였다. 10일 배양한 세균 배양액을 $-70^{\circ}C$에 보관하였고 매 실험에 사용하였다. 세균배양액을 R2A 배지에서 5일 동안 회분 배양하였다. 12-well plate에 회분 배양한 세균 배양액과 멸균한 폴리우레탄 튜빙 조각을 넣고 정체된 상태로 $25^{\circ}C$에서 바이오필름을 형성시켰다. R2A 액체배지는 2일마다 2 ml씩 교체해주었다. 폴리우레탄 내형성된 바이오필름의 축적량을 확인하기 위해 폴리우레탄 튜빙 조각을 내면에서 수집한 바이오필름을 R2A 고체배지에 도말하였다. 도말한 R2A 고체배지는 $25^{\circ}C$에서 7일 배양하고 $CFU/cm^2$를 계산하였다. 그리고 바이오필름의 두께와 구성 세균의 형태 및 분포를 확인하기 위해 CLSM과 SEM을 사용하였다. 4일 동안 배양시킨 바이오필름의 평균 축적량은 $1.15{\times}10^7CFU/cm^2$였다. 바이오필름은 구균, 짧은 길이의 간균, 그리고 중간길이의 간균을 포함하고 있었고 폴리우레탄 튜빙 내면에 넓게 분포하고 있었다. 바이오필름두께는 위치에 따라 차이가 있지만 $2{\mu}m{\sim}7{\mu}m$였다. 이 연구에서 제작된 DUWL 바이오필름 model은 DUWL에서 수집된 모든 세균을 사용하여 세균의 다양성을 확보했고 또한 실험실에서 쉽게 구할 수 있는 well-plate를 사용했기 때문에 비용 효율적이고 재현이 간단하다. 본 연구의 DUWL 바이오필름 모델은 새로운 소독방법의 개발하는 데 유용하게 사용될 수 있다.