Actual problems in dentistry Actual problems in dentistry Проблемы стоматологии 2077-7566 2412-9461 99590 10.18481/2077-7566-2025-21-2-113-117 ХИРУРГИЧЕСКАЯ СТОМАТОЛОГИЯ И ИМПЛАНТОЛОГИЯ SURGICAL DENTISTRY AND IMPLANTOLOGY ХИРУРГИЧЕСКАЯ СТОМАТОЛОГИЯ И ИМПЛАНТОЛОГИЯ EVALUATION OF MICROBIAL ADHESION OF TEST CULTURES ON THE SURFACE OF STRUCTURAL MATERIAL SAMPLES FOR THE PRODUCTION OF DENTAL IMPLANTS COATED WITH BONE MORPHOGENETIC PROTEIN-2 ОЦЕНКА МИКРОБНОЙ АДГЕЗИИ ТЕСТ-КУЛЬТУР НА ПОВЕРХНОСТИ ОБРАЗЦОВ КОНСТРУКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ДЕНТАЛЬНЫХ ИМПЛАНТАТОВ С НАНЕСЕННЫМ ПОКРЫТИЕМ КОСТНОГО МОРФОГЕНЕТИЧЕСКОГО БЕЛКА-2 Степанов Александр Геннадьевич Stepanov Alexander G. stepanovmd@list.ru

доктор медицинских наук;

doctor of medical sciences;

 Апресян Самвел Владиславович Apresyan Samvel S. apresyan@rudn.ru

доктор медицинских наук;

doctor of medical sciences;

 Гизингер Оксана Анатольевна Gizinger Oksana A. OGizinger@gmail.com

доктор биологических наук;

doctor of sciences in biology;

 Начарьян Эдуард Георгиевич Nacharyan Eduard G. ndg033@me.com Копылов Максим Валерьевич Kopylov Maksim V. kopylov.surg@gmail.ru Российского университета дружбы народов имени Патриса Лумумбы Москва Россия Peoples' Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba Moscow Russian Federation Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы Москва Россия Peoples' Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba Moscow Russian Federation Российского университета дружбы народов Москва Россия Peoples' Friendship University of Russia Moscow Russian Federation Российский университет дружбы народов Москва Россия Peoples’ Friendship University of Russia Moscow Russian Federation Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы Москва Россия Peoples’ Friendship University of Russia Moscow Russian Federation 28 07 2025 28 07 2025 21 2 113 117 06 06 2025 https://dental-press.ru/en/nauka/article/99590/view

Белок костной морфогенетики BMP-2 широко используется в составе костнозамещающих материалов благодаря выраженным остеоиндуктивным свойствам. Однако остаются недостаточно изученными его возможные побочные эффекты, включая влияние на адгезивную активность патогенных микроорганизмов. Целью настоящей работы стала оценка остаточной адгезии микроорганизмов к поверхности конструкционного материала с нанесённым BMP-2. Материалы и методы. В исследовании in vitro использовали образцы медицинского титана диаметром 5 мм, толщиной 0,5 мм. Формировали две группы: с нанесённым BMP-2 (опытная) и без покрытия (контрольная). Тест-культурами служили штаммы: E. coli ATCC 25982, S. aureus ATCC 6538, C. albicans СТС885-653, S. mutans 3003, S. mitis NCTC 10712, P. aeruginosa B-8243. После стандартного инкубирования в течение 40 минут при 37°С, образцы обрабатывали ультразвуком и прикладывали к питательной среде. Остаточную адгезию оценивали по количеству выросших колоний с расчетом индекса Iad. Статистическая обработка проводилась с использованием критерия Шапиро-Уилка и теста Манна–Уитни (p ≤ 0,05). Результаты. Во всех группах отмечена остаточная адгезия тест-культур. На поверхности, покрытой BMP-2, наибольшие значения Iad показали S. mutans (74,9%) и S. mitis (75%). Минимальная адгезия выявлена у E. coli (11,34%). В контрольной группе показатели были схожи, статистически значимых различий между группами не зафиксировано. Однако наблюдалась тенденция к снижению адгезии на образцах с покрытием BMP-2.

Bone morphogenetic protein BMP-2 is widely used in bone replacement materials due to its pronounced osteoinductive properties. However, its possible side effects, including the effect on the adhesive activity of pathogenic microorganisms, remain insufficiently studied. The purpose of this work was to evaluate the residual adhesion of microorganisms to the surface of a structural material with applied BMP-2. Materials and methods. In the in vitro study, medical titanium samples with a diameter of 5 mm and a thickness of 0.5 mm were used. Two groups were formed: with BMP-2 applied (experimental) and uncoated (control). The test cultures were E. coli ATCC 25982, S. aureus ATCC 6538, C. albicans CTC885-653, S. mutans 3003, S. mitis NCTC 10712, and P. aeruginosa B-8243. After standard incubation for 40 minutes at 37°C, the samples were treated with ultrasound and applied to nutrient medium. The residual adhesion was estimated by the number of grown colonies with the calculation of the Iad index. Statistical processing was performed using the Shapiro-Wilk test and the Mann–Whitney test (p < 0.05). Results. Residual adhesion of test cultures was noted in all groups. On the surface covered with BMP-2, the highest values of Iad were shown by S. mutans (74.9%) and S. mitis (75%). Minimal adhesion was found for E. coli (11.34%). In the control group, the indicators were similar, there were no statistically significant differences between the groups. However, there was a tendency to decrease adhesion on samples with BMP-2 coating.

 вторичная адентия дентальная имплантация остеоинтеграция остеоиндуктивный материал модификация поверхности дентального имплантата бактериальная адгезия костный морфогенетический белок 2 secondary adentia dental implantation osseointegration osteoinductive material modification of the dental implant surface bacterial adhesion bone morphogenetic protein 2

Kim J.Y., Lim S., Lim H.S., Kim Y.S., Eun K.M., Khalmuratova R. et al. Bone morphogenetic protein-2 as a novel biomarker for refractory chronic rhinosinusitis with nasal polyps. The Journal of allergy and clinical immunology. 2021;148(2):461-472.e13. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2021.02.027 Kim J.Y., Lim S., Lim H.S., Kim Y.S., Eun K.M., Khalmuratova R. et al. Bone morphogenetic protein-2 as a novel biomarker for refractory chronic rhinosinusitis with nasal polyps. The Journal of allergy and clinical immunology. 2021;148(2):461-472.e13. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2021.02.027 Степанов А.Г., Апресян С.В., Начарьян Э.Г., Копылов М.В., Маркин В.А. Влияние покрытия костным морфогенетическим белком 2 поверхности дентального имплантата на его остеогенерацию. Проблемы стоматологии. 2025;21(1):142-147. [Stepanov A.G., Apresyan S.S., Nacharyan E.G., Kopylov M.V., Markin M.A. Effect of bone morphogenetic protein coating 2 on the surface of a dental implant on its osteogenesis. Actual problems in dentistry. 2025;21(1):142-147. (In Russ.)]. https://doi.org/10.18481/2077-7566-2025-21-1-142-147 Stepanov A.G., Apresyan S.V., Nachar'yan E.G., Kopylov M.V., Markin V.A. Vliyanie pokrytiya kostnym morfogeneticheskim belkom 2 poverhnosti dental'nogo implantata na ego osteogeneraciyu. Problemy stomatologii. 2025;21(1):142-147. [Stepanov A.G., Apresyan S.S., Nacharyan E.G., Kopylov M.V., Markin M.A. Effect of bone morphogenetic protein coating 2 on the surface of a dental implant on its osteogenesis. Actual problems in dentistry. 2025;21(1):142-147. (In Russ.)]. https://doi.org/10.18481/2077-7566-2025-21-1-142-147 Cheng H., Jiang W., Phillips F.M., Haydon R.C., Peng Y., Zhou L. et al. Osteogenic activity of the fourteen types of human bone morphogenetic proteins (BMPs). The Journal of bone and joint surgery. American volume. 2003;85(8):1544-1552. https://doi.org/10.2106/00004623-200308000-00017 Cheng H., Jiang W., Phillips F.M., Haydon R.C., Peng Y., Zhou L. et al. Osteogenic activity of the fourteen types of human bone morphogenetic proteins (BMPs). The Journal of bone and joint surgery. American volume. 2003;85(8):1544-1552. https://doi.org/10.2106/00004623-200308000-00017 Kuznetsova V.S., Vasilyev A.V., Bukharova T.B., Nedorubova I.A., Goldshtein D.V., Popov V.K. et al. Application of BMP-2 and its gene delivery vehicles in dentistry. The Saudi dental journal. 2024;36(6):855-862. https://doi.org/10.1016/j.sdentj.2024.03.015 Kuznetsova V.S., Vasilyev A.V., Bukharova T.B., Nedorubova I.A., Goldshtein D.V., Popov V.K. et al. Application of BMP-2 and its gene delivery vehicles in dentistry. The Saudi dental journal. 2024;36(6):855-862. https://doi.org/10.1016/j.sdentj.2024.03.015 López-Valverde N., Aragoneses J., Rodriguez C., Aragoneses J. Effect on osseointegration of dental implants treated with carboxyethylphosphonic acid and BMP-2: a preclinical study in minipigs. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2023;11:1244667. https://doi.org/10.3389/fbioe.2023.1244667 López-Valverde N., Aragoneses J., Rodriguez C., Aragoneses J. Effect on osseointegration of dental implants treated with carboxyethylphosphonic acid and BMP-2: a preclinical study in minipigs. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2023;11:1244667. https://doi.org/10.3389/fbioe.2023.1244667 Мурзабеков А.И., Мураев А.А., Мухаметшин Р.Ф., Ким Э.В., Иванов С.Ю., Клименков В.А. Результаты применения дентальных имплантатов ИРИС с поверхностью, модифицированной методом плазменного электролитического оксидирования. Медицинский алфавит. 2024;(1):77-82. [Murzabekov A.I., Muraev A.A., Mukhametshin R.F., Kim E.V., Ivanov S.Yu., Klimenkov V.A. Results of application of the IRIS dental implants with the surface modified by the method of plasma electrolytic oxidation. Medical alphabet. 2024;(1):77-82. (In Russ.)]. https://doi.org/10.33667/2078-5631-2024-1-77-82 Murzabekov A.I., Muraev A.A., Muhametshin R.F., Kim E.V., Ivanov S.Yu., Klimenkov V.A. Rezul'taty primeneniya dental'nyh implantatov IRIS s poverhnost'yu, modificirovannoy metodom plazmennogo elektroliticheskogo oksidirovaniya. Medicinskiy alfavit. 2024;(1):77-82. [Murzabekov A.I., Muraev A.A., Mukhametshin R.F., Kim E.V., Ivanov S.Yu., Klimenkov V.A. Results of application of the IRIS dental implants with the surface modified by the method of plasma electrolytic oxidation. Medical alphabet. 2024;(1):77-82. (In Russ.)]. https://doi.org/10.33667/2078-5631-2024-1-77-82 Мухаметов У.Ф., Люлин С.В., Борзунов Д.Ю., Гареев И.Ф. Клиническое применение костных морфогенетических белков BMP-2 и BMP-7: анализ текущих клинических испытаний. Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова. 2023;15(1):5-20. [Mukhametov U.F., Lyulin S.V., Borzunov D.Y., Gareev I.F. Clinical use of bone morphogenetic proteins BMP-2 and BMP-7: analysis of current clinical trials. HERALD of North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov. 2023;15(1):5-20. (In Russ.)]. https://doi.org/10.17816/mechnikov112617 Muhametov U.F., Lyulin S.V., Borzunov D.Yu., Gareev I.F. Klinicheskoe primenenie kostnyh morfogeneticheskih belkov BMP-2 i BMP-7: analiz tekuschih klinicheskih ispytaniy. Vestnik Severo-Zapadnogo gosudarstvennogo medicinskogo universiteta im. I.I. Mechnikova. 2023;15(1):5-20. [Mukhametov U.F., Lyulin S.V., Borzunov D.Y., Gareev I.F. Clinical use of bone morphogenetic proteins BMP-2 and BMP-7: analysis of current clinical trials. HERALD of North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov. 2023;15(1):5-20. (In Russ.)]. https://doi.org/10.17816/mechnikov112617 Dong H., Liu H., Zhou N., Li Q., Yang G., Yi L. et al. Surface modified techniques and emerging functional coating of dental implants. Coatings. 2020;10(11):1012. https://doi.org/10.3390/coatings10111012 Dong H., Liu H., Zhou N., Li Q., Yang G., Yi L. et al. Surface modified techniques and emerging functional coating of dental implants. Coatings. 2020;10(11):1012. https://doi.org/10.3390/coatings10111012 Angelo Michele Inchingolo, Giuseppina Malcangi, Laura Ferrante, Gaetano Del Vecchio, Fabio Viapiano, Alessio Danilo Inchingolo, Antonio Mancini, Ciro Annicchiarico, Francesco Inchingolo, Gianna Dipalma, Elio Minetti, Andrea Palermo, Assunta Patano. Surface Coatings of Dental Implants: A Review. J. Funct. Biomater. 2023, 14(5), 287; https://doi.org/10.3390/jfb14050287 Angelo Michele Inchingolo, Giuseppina Malcangi, Laura Ferrante, Gaetano Del Vecchio, Fabio Viapiano, Alessio Danilo Inchingolo, Antonio Mancini, Ciro Annicchiarico, Francesco Inchingolo, Gianna Dipalma, Elio Minetti, Andrea Palermo, Assunta Patano. Surface Coatings of Dental Implants: A Review. J. Funct. Biomater. 2023, 14(5), 287; https://doi.org/10.3390/jfb14050287 Han J.J., Yang H.J., Hang S.J. Enhanced bone regeneration by bone morphogenetic protein-2 after pretreatment with low-intensity pulsed ultrasound in distraction osteogenesis. Tissue engineering and regenerative medicine. 2022;19(4):871-886. https://doi.org/10.1007/s13770-022-00457-1 Han J.J., Yang H.J., Hang S.J. Enhanced bone regeneration by bone morphogenetic protein-2 after pretreatment with low-intensity pulsed ultrasound in distraction osteogenesis. Tissue engineering and regenerative medicine. 2022;19(4):871-886. https://doi.org/10.1007/s13770-022-00457-1 Jon J. Vernon, El Mostafa Raïf, Jensen Aw, Ed Attenborough, Animesh Jha, Thuy Do. Dental implant surfaces and their interaction with the oral microbiome. Dentistry Review 2(1):100060. https://doi.org/10.1016/j.dentre.2022.100060 Jon J. Vernon, El Mostafa Raïf, Jensen Aw, Ed Attenborough, Animesh Jha, Thuy Do. Dental implant surfaces and their interaction with the oral microbiome. Dentistry Review 2(1):100060. https://doi.org/10.1016/j.dentre.2022.100060 Sun Y.S., Lin Y.A., Huang H.H. Using genipin to immobilize bone morphogenetic protein-2 on zirconia surface for enhancing cell adhesion and mineralization in dental implant applications. Polymers (Basel). 2020;12(11):2639. https://doi.org/10.3390/polym12112639 Sun Y.S., Lin Y.A., Huang H.H. Using genipin to immobilize bone morphogenetic protein-2 on zirconia surface for enhancing cell adhesion and mineralization in dental implant applications. Polymers (Basel). 2020;12(11):2639. https://doi.org/10.3390/polym12112639 Царев В.Н., Степанов А.Г., Ипполитов Е.В., Подпорин М.С., Царёва Т.В. Контроль первичной адгезии микроорганизмов и формирования биоплёнок на стоматологических материалах, используемых для трансдентальной имплантации при зубосохраняющих операциях. Клиническая лабораторная диагностика. 2018;63(9):568-573. [Tsarev V.N., Stepanov A.G., Ippolitov E.V., Podporin M.S., Tsareva T.V. Control of primary adhesion of microorganisms and formation of biofilms on stomatological materials used for transdental implantation in dental stabilizing operations. Clinical laboratory diagnostics. 2018;63(9):568-573. (In Russ.)]. https://elibrary.ru/item.asp?id=36510269 Carev V.N., Stepanov A.G., Ippolitov E.V., Podporin M.S., Careva T.V. Kontrol' pervichnoy adgezii mikroorganizmov i formirovaniya bioplenok na stomatologicheskih materialah, ispol'zuemyh dlya transdental'noy implantacii pri zubosohranyayuschih operaciyah. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2018;63(9):568-573. [Tsarev V.N., Stepanov A.G., Ippolitov E.V., Podporin M.S., Tsareva T.V. Control of primary adhesion of microorganisms and formation of biofilms on stomatological materials used for transdental implantation in dental stabilizing operations. Clinical laboratory diagnostics. 2018;63(9):568-573. (In Russ.)]. https://elibrary.ru/item.asp?id=36510269