Plak gigi memegang peranan penting dalam proses karies gigi dan inflamasi jaringan lunak sekitar gigi. Plak adalah suatu lapisan lunak yang terdiri atas kumpulan mikroorganisme yang berkembang biak diatas suatu matriks yang terbentuk dan melekat erat pada permukaan gigi yang tidak dibersihkan.Plak sangat tipis, baru terlihat setelah dilakukan pewarnaan, dan plak tidak dapat dibersihkan hanya dengan berkumur-kumur, semprotan air atau udara tetapi plak dapat dibersihkan secara mekanis yaitu membersihkan plak dengan menyikat gigi.

Plak gigi adalah biofilm mikroba campuran yang tumbuh di gigi dan merupakan agen etiologi utama dari dua penyakit mulut, yaitu karies gigi dan penyakit periodontal . Mikroba komposisi plak bervariasi antara individu dan lokasi pada gigi dan umumnya mencerminkan sifat kompleks ekologi mulut. Secara umum dengan biofilm lain, komposisi mikroba plak gigi dapat berubah dalam menanggapi perubahan lingkungan, terutama diet. Respon ini, disesuaikan dengan mekanisme homeostatis melekat dalam plak dengan cara yang belum dipahami . Letak utama akumulasi plak di celah gigi molar, di daerah yang dibatasi oleh batas gusi dan gigi dan antara gigi yang berdekatan. Selain itu, plak dapat menyebabkan inflamasi gingiva yang dapat mengakibatkan kehilangan perlekatan epitel ke gigi yang mengarah pada pembentukan kantong sub-gingiva.

Plak umumnya dijumpai pada sepertiga gingiva permukaan gigi, karena daerah tersebut tidak terganggu oleh gesekan makanan maupun jaringan. Penumpukan plak lebih sering terjadi pada retakan, pit, dan fisur pada permukaan gigi, dibawah restorasi yang mengemper, dan sekitar gigi yang erupsinya tidak teratur. Lokasi dan laju pembentukan plak adalah bervariasi diantara individu. Faktor yang mempengaruhi laju pembentukan plak adalah higiena oral serta faktor-faktor penjamu seperti diet dan komposisi serta laju aliran saliva.

Klasifikasi Plak Gigi

Plak gigi biasanya diklasifikasikan menjadi dua jenis tergantung pada lokasi pada permukaan gigi .

Supragingiva : Pada dan di atas persimpangan dentogingival .

Plak supragingiva ini paling sering ditemukan pada :

1 . daerah interproksimal .

2. pit, fisura dan juga penyimpangan seperti permukaan lainnya .

Subgingiva: Di bawah persimpangan dentogingival. Biasanya dibagi menjadi perlekatan gigi, zona epitel melekat dan toidak melekat. Perbedaan lainnya antara supra dan plak subgingiva meliputi: Supragingival plak dapat dilihat dengan mata telanjang. Plak subgingiva relatif tipis. Plak supragingiva memperoleh nutrisi dari air liur dan diet di rongga mulut. Tapi plak subgingiva memperoleh nutrisi hanya dari sel inang dan cairan sulkus gingiva.1

Perbedaan utama antara plak supragingival dan subgingival1

Karakter Supragingival Subgingival

Reaksi Gram +/- didominasi -

Jenis bentuk bulat, percabangan batang, filament, spiroket

didominasi batang dan spiroket

Metabolisme energi Fakultatif dengan beberapa anaerob

didominasi anaerob

Sumber energi Umumnya fermentasi karbohidrat

Banyak bentuk proteolytic

Motilitas Melekat pada matriks plak Kurang melekat dengan berbagai bentuk motil

Ketahanan host Dapat menyebankan karies dan gingivitis

Dapat menyebabkan gingivitis dan periodontitis

PERKEMBANGAN PLAK/BIOFILM :

Dimulai dengan pembentukan pelikel gigi berasal dari air liur. Sampai satu juta mikroorganisme per mm persegi mungkin muncul dalam beberapa menit. Semua organisme ini Gm ( + ), coccus atau batang pleiomorphic.1

Perkembangan biofilm gigi dapat dibagi menjadi beberapa tahap, seperti diungkapkan oleh studi eksperimental :

1. Pembentukan pelikel.

2. Penempelan sel bakteri tunggal (0-24 jam).

3. Pertumbuhan bakteri tertempel mengarah pada pembentukan mikrokoloni berbeda (4-24 jam).

4. Suksesi mikroba (dan coadhesi) mengarah ke peningkatan keanekaragaman spesies bersamaan dengan pertumbuhan mikrokoloni terus menerus(1-7 hari)

5. Klimaks/ biofilm dewasa (1 minggu atau lebih).2

Perlu dipahami bahwa pembentukan biofilm adalah proses yang sangat dinamis, dan penempelan, pertumbuhan, penghapusan dan penempelan kembali bakteri dapat terjadi pada saat yang sama.2

Pembentukan pelikel

Pembentukan pelikel pada permukaan gigi merupakan fase awal dari pembentukan plak. Pada tahap awal ini permukaan gigi atau restorasi akan dibalut oleh pelikel glikoprotein. Pelikel tersebut berasal dari saliva dan cairan sulkus, begitu juga dari produk sel bakteri dan pejamu, dan debris.

Mikroorganisme tidak secara langsung melekat pada permukaan gigi yang termineralisasi. Gigi selalu ditutupi oleh lapisan protein asellular, yang merupakan pelikel yang membentuk pada permukaan gigi terbuka dalam beberapa menit sampai beberapa jam. Pada daerah yang tidak ditempati pelikel mencapai ketebalan 0,01-1 µm dalam waktu 24 jam. Komponen utama dari pelikel adalah glikoprotein saliva, phosphoprotein, lipid dan pada tingkat lebih rendah, komponen dari GCF. Sisa-sisa dinding sel dari bakteri mati dan produk mikroba lainnya (misalnya glucosyltransferases dan glukan), juga telah diidentifikasi dalam pelikel, beberapa molekul saliva mengalami perubahan konformasi ketika mereka melekat pada permukaan gigi, hal ini dapat menyebabkan paparan reseptor baru untuk perlekatan bakteri.2

Pelikel ini memainkan peran penting dalam memodifikasi karies dan erosi karena sifat permeabel – selektif membatasi pengangkutan ion masuk dan keluar dari jaringan keras gigi. Kehadiran pelikel menghambat demineralisasi permukaan bawah enamel. Larutan kumur dengan susu atau krim sering meningkatkan ketebalan dan kerapatan elektron dari pelikel, tetapi tidak jelas apakah modifikasi tersebut memberikan perlindungan tambahan terhadap demineralisasi enamel. Komposisi pelikel memiliki keuntungan yang cukup besar karena potensi perannya dalam menentukan komposisi dari mikroflora awal. Telah dispekulasikan bahwa karakteristik permukaan jaringan keras gigi yang berbeda dan bahan gigi dapat mempengaruhi profil asam amino dalam pelikel dengan demikian dapat mengubah jumlah potensi letak adsorpsi untuk spesies bakteri yang berbeda. Namun, sejauh ini ada sedikit bukti bahwa variasi dalam asam amino pada pelikel antara bahan pendukung yang berbeda dapat ditandai mempengaruhi pola kolonisasi mikroba pada hewan.2

Komponen khas pelikel pada berbagai daerah bervariasi komposisinya. Pengamatan terhadap pelikel enamel baru terbentuk (dua jam) menunjukkan bahwa komposisi asam aminonya berbeda dari komposisi saliva, hal ini berarti bahwa pelikel dibentuk oleh adsorpsi makromolekul sekitar secara selektif. Pelikel merupakan suatu lapisan organik bebas bakteri

dan terbentuk dalam beberapa menit setelah permukaan gigi yang bersih berkontak dengan ludah dan pada permukaan gigi dan berupa material stein yang terang apabila diwarnai dengan bahan pewarna plak. Pelikel berfungsi sebagai penghalang protektif, yang bertindak sebagai pelumas permukaan dan mencegah desikasi (pengeringan jaringan). Selain itu pelikel merupakan substrat tempat bakteri dari sekitarnya melekat dan pelikel bekerja seperti perekat bersisi dua, satu sisi melekat ke permukaan gigi, sedangkan permukaan lainnya merupakan sisi yang melekatkan bakteri pada permukaan gigi.2

Dalam Gambar ini diambil oleh mikroskop elektron pelikel muncul sebagai lapisan homogen antara plak dan mineral gigi. Pelikel bervariasi dalam ketebalan dari sekitar 1-10 mikron, yang tertipis di permukaan oklusal akibat abrasi. Hal ini dibentuk oleh adsorpsi selektif protein saliva dan glikoprotein pada gigi.2

Kolonisasi awal pada permukaan gigi

Dalam beberapa jam bakteri akan dijumpai pada pelikel dental. Bakteri yang pertama-tama mengkoloni permukaan gigi yang dibalut pelikel adalah didominasi oleh mikroorganisme fakultatif gram positif, seperti Actinomices viscosus dan Streptococus sanguis. Pengkoloni awal tersebut melekat ke pelikel dengan bantuan adhesin, yaitu molekul spesifik yang berada pada permukaan bakteri. Adhesin akan berinteraksi dengan reseptor pada pelikel dental. Masa plak kemudian mengalami pematangan bersamaan dengan pertumbuhan bakteri yang telah melekat, maupun kolonisasi dan pertumbuhan spesies lainnya. Dalam perkembangannya terjadi perubahan ekologis pada biofilm, yaitu peralihan dari lingkungan awal yang aerob dengan spesies bakteri fakultatif gram positif menjadi lingkungan yang sangat miskin oksigen dimana yang dominan adalah mikroorganisme anaerob gram-negatif.

Kolonisasi sekunder dan pematangan plak

Plak akan meningkat jumlahnya setelah kolonisasi awal permukaan gigi melalui dua mekanisme terpisah, yaitu:

• Multiplikasi dari bakteri yang telah melekat pada permukaan gigi

• Multiplikasi serta perlekatan lanjut bakteri yang ada dengan bakteri baru

Dalam tiga hari, Pengkoloni sekunder yang tidak turut sebagai pengkoloni awal ke permukaaan gigi yang bersih, diantaranya Prevotella intermedia, Prevotella loescheii, spesies Capnocyttophaga, Fusobakterium nucleatum, dan Porphyromonas gingivalis. Mikroorganisme tersebut melekat ke sel bakteri yang telah berada dalam massa plak. Interaksi yang menimbulkan perlekatan bakteri pengkoloni sekunder ke bakteri pengkoloni awal dinamakan koagregasi. Fase akhir pematangan plak pada hari ke 7 ditandai dengan menurunnya jumlah bakteri gram positif dan meningkatnya bakteri gram negatif.

1. Awal kolonisasi.

2. Hasil, mikrokoloni terbentuk yang menyebar keluar dan ke atas.

3. Kolonisasi sekunder dan perbanyakan. Keragaman spesies meningkat. Proporsi streptococci menurun, plak diserang oleh bakteri dari genera lain. Kepadatan sel secara keseluruhan menurun dan ruang antara sel ditempati oleh polimer.

4. Ini mikrograf elektron transmisi melalui plak gigi dewasa menggambarkan beberapa fitur penting. Perhatikan pagar padat sel di dasar plak, hampir selalu dipandang memiliki dinding sel tebal karakteristik sel yang tumbuh lambat karena kondisi kelaparan. Diatas plak kurang padat dengan sel dan ada peningkatan dalam keragaman spesies digambarkan oleh kehadiran organisme berbentuk batang. Materi elektron-padat antara sel-sel adalah polimer berat molekul tinggi seperti polisakarida ekstraseluler disintesis dari sukrosa. Dalam tubuh plak mikrokoloni sering ditampilkan. Yang berlabel atas lebih terlihat daripada yang lain karena memiliki morfologi yang sangat berbeda.3

Gambar Penjelasan Sederhana prinsip perlekatan selektif bakteri untuk enamel. Perlekatan berhasil dicapai ketika permukaan karakteristik bakteri sesuai dengan reseptor pada pelikel (P).2

Suksesi mikroba

Pada usia mikrobiota perubahan yang paling mencolok adalah pergeseran dari plak yang didominasi Streptococcus ke plak didominasi oleh Actinomyces. Dengan demikian, pembentukan awal dari sebuah streptokokus flora tampaknya diperlukan untuk proliferasi organisme lain berikutnya. Pergeseran populasi tersebut dikenal sebagai suksesi mikroba.2

Prinsip suksesi mikroba adalah singkat, bakteri pelopor yang menciptakan lingkungan yang baik lebih penting bagi populasi sekunder atau semakin tidak menguntungkan untuk diri mereka sendiri karena kurangnya nutrisi, akumulasi produk penghambatan metabolisme, dan/atau peningkatan anaerobiosis, dll. Dengan cara ini komunitas mikroba yang tetap tinggal secara bertahap diganti dengan spesies lain yang lebih cocok untuk habitat yang dimodifikasi. Koloni sekunder juga melekatkan spesies utama yang dihasilkan melalui interaksi adhesin – reseptor (disebut coagregasi atau coadhesi). Berkembangnya biofilm gigi, beberapa bakteri menghasilkan polisakarida, terutama dari metabolisme sukrosa, dan ini berkontribusi pada biofilm matriks. Matriks biofilm bukan hanya perancah fisik yang membantu untuk mendukung struktur biofilm, matriks juga aktif secara biologis dan terlibat dalam mempertahankan nutrisi, air (sehingga mencegah pengeringan) dan kunci enzim dalam biofilm. Komposisi biofilm berkembang lebih beragam, bakteri dapat berinteraksi baik secara konvensional secara biokimia dan melalui molekul sinyal tertentu. Karena deposit bakteri menjadi lebih tebal, sebuah penurunan konsentrasi oksigen (meningkat anaerobiosis) adalah salah satu faktor yang membantu mendorong suksesi mikroba. Dengan demikian, dalam mengembangkan plak koronal, pergeseran progresif diamati dari spesies terutama aerobik dan fakultatif anaerob dalam tahap awal untuk situasi di mana fakultatif dan organisme anaerob mendominasi setelah 9 hari (Gambar 10.6 ).2

Komposisi mikroba komunitas klimaks ( biofilm dewasa )

Kondisi lingkungan pada gigi tidak seragam. Ada perbedaan dalam tingkat proteksi dari gaya pembersihan mulut dan dalam gradien banyak faktor biologis dan kimia yang mempengaruhi pertumbuhan populasi mikroflora mulut pada permukaan tertentu. Perbedaan-perbedaan ini akan akan tercermin dalam komposisi biofilm gigi, terutama pada letak sehingga jelas berbeda sebagai permukaan proksimal, celah oklusal dan celah-celah gingiva.

Jenis bakteri dominan di letak tersebut dapat dilihat pada Tabel 10.1. Komposisi plak gigi beragam dan mencakup berbagai bakteri Gram-positif dan Gram-negatif, sebagian besar yang fakultatif atau anaerob. Yang relevan dengan karies gigi adalah kehadiran biofilm gigi yang memproduksi sejumlah asam tinggi pada Gram-positif cocci, seperti Streptococcus mutans (S. mutans, S. sobrinus), streptococci lain (non-Streptococcus mutans) dan batang Gram-positif (lactobacilli dan beberapa Actinomyces spp.). Namun, potensi Acidogenic bakteri ini dapat dikurangi dengan organisme lain dalam plak, seperti anaerob kokus Gram-negatif, Veillonella spp., yang mengkonversi asam laktat asam lemah sebagai bagian dari rantai makanan, atau oleh bakteri menghasilkan alkali dari arginin (S. sanguinis) atau urea (S. salivarius, A. naeslundii). Ini menunjukkan kompleksitas tantangan ketika mencoba untuk menemukan korelasi antara komposisi mikroba plak gigi dan perkembangan karies, dan menggambarkan bagaimana penyakit mungkin terjadi karena hasil dari interaksi di antara berbagai jenis bakteri.2

Gambar 10.6 Proporsi relatif jumlah mikroorganisme yang dipilih dalam mengembangkan biofilm plak koronal (1-9 hari) dalam kaitannya dengan kebutuhan atmosfer. (Data diolah dari Ritz, 1967)2

Perbedaan antara plak awal (24 jam) dan matang (4-10 hari)1

Karakter Plak awal Plak matangReaksi gram + + dengan beberapa -

Jenis bentuk bulat, percabangan batangBulat, percabangan batang, filament, spiroket

Metabolisme energi Fakultatif Fakultatif anaerob

Ketahanan host Secara umum baikDapat menyebabkan karies dan gingivitis

KOMPOSISI BIOFILM

Terdiri dari bakteri tetapi juga mengandung Mycoplasma, virus, ragi dan protozoa . Ada sekitar 200-300 spesies bakteri dalam setiap letak tunggal. Mikroorganisme tersebut terdapat dalam matriks interseluler, dan juga mengandung sedikit sel jaringan seperti sel-sel epitel, makrofag, dan leukosit. Matriks interseluler plak merupakan 20%-30% massa plak, terdiri dari bahan organik dan anorganik yang berasal dari saliva, cairan sulkus dan produk bakteri. Bahan organiknya mencakup polisakarida, protein, glikoprotein dan lemak.

Komponen anorganik yang paling utama adalah kalsium dan fosfor, dan sejumlah kecil mineral lain seperti natrium, kalium, dan fluor. Sumber bahan anorganik plak supragingiva adalah saliva. Sebaliknya komponen anorganik plak subgingiva berasal dari cairan sulkus yang merupakan transudat.

Komposisinya berbentuk termasuk bulat, kecil dan besar batang, filamen dan gabus - sekrup. Masing-masing non - motil dan motil, masing-masing Gm ( + ) dan Gm ( - ), masing-masing anaerob fakultatif dan anaerob. Jumlah mikroskopis menunjukkan sekitar 250 juta mikroorganisme per mg berat basah plak.1

Plak gigi terutama terdiri dari mikroorganisme berkembang biak (70-80 %). Juga mengandung :

- Sel deskuamasi- Leukosit- Makrofag- Polisakarida matriks protein yang terdiri dari produk sampingan bakteri- Komposisi Kimia

Plak terdiri dari hampir 80 % air dan sebagian besar fase padat terdiri dari protein. Imunoglobulin seperti IgA , IgG dan IgM telah terdeteksi di plak gigi. Komposisi protein plak gigi tampaknya sedikit dipengaruhi oleh komposisi diet .1

Plak mengandung karbohidrat dan ada sedikit keraguan bahwa jumlah karbohidrat dalam plak dipengaruhi oleh komposisi diet. Jenis karbohidrat yang terbentuk juga ditentukan oleh diet. Sebagian besar polisakarida pada plak juga ditentukan oleh diet. Sebagian besar polisakarida pada plak ekstraselular . Kedua polisakarida ekstra seluler yang umum dan penting adalah glukan dan tructan. Sintesis polisakarida mungkin merupakan upaya oleh mikroorganisme untuk menyimpan sumber energi fructan agar dapat segera dimetabolisme oleh bakteri plak . Glukan membantu dalam kolonisasi bakteri pada permukaan gigi.1

Plak mengandung bahan anorganik Ca P04 dan F adalah sangat penting Tingkat Ca dan P04 dalam plak memainkan peran penting dalam patogenesis karies gigi dan pembentukan kalkulus gigi . Tingkat lebih tinggi dari Ca dan P04 ditemukan dalam plak dari daerah di mana kalkulus bentuk yang paling sering. Sedangkan tingkat yang lebih rendah dari Ca dan P04 umumnya terkait dengan daerah karies di rongga mulut .1

Fluoride adalah cariostatic. Oleh karena itu, tingkat fluoride dalam plak secara signifikan dapat mempengaruhi aktivitas kariogenik dari mikro - organisme dan stabilitas enamel gigi . Fluoride dalam plak tidak berasal dari enamel gigi dan terkonsentrasi dari air liur, cairan gingiva dan air minum.

STRUKTUR BIOFILM/PLAK GIGI

Struktur Plak gigi diklasifikasikan atas plak supragingiva dan plak subgingiva berdasarkan letaknya pada permukaan gigi. Plak supragingiva berada pada atau koronal dari tepi gingiva. Plak subgingiva, lokasinya apikal dari tepi gingiva, diantara gigi dan jaringan yang melindungi sulkus gingiva.2

Seperti disebutkan sebelumnya, istilah 'biofilm' digunakan untuk menggambarkan komunitas mikroorganisme yang menempel ke permukaan. Seperti organisme secara spasial disusun dalam struktur menempel tiga dimensi dalam matriks bahan ekstraseluler yang berasal dari masing-masing sel dan lingkungan. 2

- Pola kolonisasi awal

Empat jam setelah permukaan gigi telah terkena lingkungan mulat setelah pembersihan gigi beberapa bakteri ditemukan. Enamel ditutupi oleh deposit granular mencerminkan pelikel yang tidak merata didistribusikan ke permukaan (Gambar 10.9, 10.10). Pelikel terutama terletak sesuai dengan depresi di enamel ( lubang dan alur perikymatal ), tapi tidak sepenuhnya menutupi karakteristik anatomi permukaan enamel. Setiap kali bakteri yang

ditemui pada tahap awal ini mereka adalah dari jenis coccoid atau coccobacillary dan selalu berada pada cekungan dangkal pada permukaan (Gambar 10.10 ).2

Keterlambatan fase tertentu ada sebelum kolonisasi oleh hasil bakteri. Setelah 8 jam hanya kelompok-kelompok kecil dari beberapa mikroorganisme yang ditemukan pada permukaan, disembunyikan oleh perikymata tersebut. Banyak bakteri, beberapa terjadi dalam tahap pembagian, menyebar di seluruh permukaan sebagai monolayer ( Gambar 10.11 ,10.12). Sebuah peningkatan pesat dalam jumlah bakteri hanya diamati setelah 8-12 jam . Di beberapa daerah memperbanyak mikroorganisme bentuk multilayers (Gambar 10.13 ) di mana organisme individu yang tertanam dalam matriks intermicrobial. Dalam 1 hari permukaan gigi hampir sepenuhnya tertutup oleh lapisan mikroorganisme. Namun deposit mikroba tidak seragam ketebalannya. Daerah monolayer yang bercampur dengan multilayer, dan beberapa daerah yang tidak berkoloni masih ditutupi oleh pelikel bebas bakteri yang tebal. Pada tahap awal kolonisasi, bakteri Gram - positif dan Gramnegative tidak disusun menurut setiap pola tertentu.2

Setelah 1 hari permukaan mikrobiota terutama terdiri dari bakteri coccoid dengan filamen tersebar (Gambar 10.14 ). Namun, selama hari kedua biofilm menjadi dikolonisasi oleh beberapa organisme filamen dengan orientasi tegak lurus ke permukaan (Gambar 10,15 ) .

 

Gambar 10,9-10,13 Scanning mikrograf elektron menunjukkan tahapan sekuensial dalam kolonisasi mikroba enamel manusia selama awal 12 jam setelah Pembersihan (Nyvad & Fejerskov, 1987). Gambar 10.9: Setelah 4 jam paparan, enamel ditutupi oleh kulit tipis yang merupakan deposit granular, terutama terletak di lubang proses Tomes (TP) dan dalam alur perikymatal (P). Gambar 10.10: Bakteri pertama untuk menkoloni permukaan gigi adalah

dari jenis coccobacillary (B). Perhatikan bahwa deposit granular tidak menutupi permukaan gigi dalam lapisan seragam (PE). Gambar 10.11, 10.12: Dalam deposito bakteri tua - 12 tua (biofilm) mikroorganisme menyebar dalam monolayer sepanjang perikymatal (P). Gambar 10.13: bakteri monolayer (bagian atas), secara bertahap digantikan oleh multilayer sel (bagian bawah), yang tertanam dalam matriks intermicrobial (M).2

Kolonisasi permukaan akar terjadi pada prinsip sebagaimana diuraikan untuk permukaan enamel, tetapi pertumbuhan hasil mikrobiota lebih cepat pada permukaan akar karena tidak teraturnya topografi permukaan. Setelah 2 hari ketebalan deposit mikroba bervariasi jelas di permukaan enamel, mencerminkan pola bergelombang dari perichymata, sedangkan pada permukaan akar biofilm menunjukkan ketebalan yang lebih homogen (Gambar 10.16, 10.17).2

Biofilm matang

Informasi rinci tentang perubahan morfologi mikrobiota selama beberapa minggu pertama pembentukan plak tidak tersedia. Hal ini diyakini bahwa selama hari-hari awal, pertumbuhan biofilm terjadi terutama akibat pembelahan sel, seperti dibuktikan dengan perkembangan mikrokoloni kolumnar yang tegak lurus pada permukaan gigi. Namun adsorpsi mikroorganisme tunggal yang terus menerus dari air liur juga berkontribusi dengan perluasan deposit bakteri. Pada lapisan permukaan beberapa mikroorganisme saling berkumpul dengan spesies lainnya untuk membentuk struktur corn-cob ( Gambar 10.18 ) . Corn-cob terdiri dari filamen tengah yang dilapisi dengan organisme berbentuk bulat, dan tampaknya memiliki hubungan antarspesies langsung yang dimediasi oleh permukaan fibril (Gambar 10.19 ). 2

Ketika biofilm menjadi lebih tua (2 minggu atau lebih), karakteristik perubahan struktural dikenal mendalam ke permukaan. Perubahan yang paling mencolok adalah pembentukan lapisan dalam bakteri pleomorfik Gram-positif padat di samping permukaan gigi (Gambar 10.20 ). Bakteri ini menunjukkan karakteristik ultrastruktural yang sama dengan Spesies Actinomyces, yang ditemukan dalam gabungan dengan masing-masing enamel dan permukaan akar. Bagian luar biofilm matang biasanya lebih longgar terstruktur dan bervariasi dalam komposisi (Gambar 10,21-10,23) (Nyvad & Fejerskov, 1989). Pada beberapa individu mikrobiota bagian luar dapat disusun dalam lingkup satu jenis organisme tertentu (Gambar 10.21), sedangkan yang lain, lapisan spesies bakteri yang berbeda disusun kira-kira sejajar dengan permukaan gigi (Gambar 10.23).2

Dalam beberapa kasus mikrobiota bagian luar terstruktur longgar dan tidak menunjukkan pola karakteristik (Gambar 10.22). Terlepas dari pola kolonisasi yang mendominasi, bakteri yang tertanam dalam matriks intermicrobial dari sangat bervariasi jumlah dan kerapatan elektronnya. Komposisi heterogen ini, dikombinasikan dengan pengamatan bahwa biofilm gigi muda mengandung cairan saluran dan rongga ( Wood et al . , 2000 ), diyakini menciptakan konsentrasi gradien dan mempengaruhi sifat difusi biofilm. Sebagai contoh, telah ditunjukkan bahwa eksposur larutan fluoride jangka pendek (1000 ppm F - ) selama 30 atau 120 detik ( setara dengan menyikat gigi ) mengakibatkan penetrasi fluoride yang terbatas ke dalam biofilm gigi 7 hari lamanya ( Watson et al . , 2005) . Dengan

demikian, efek pengontrolan karies dengan pembawaan fluoride dari menyikat gigi dapat dikurangi pada kebersihan mulut yang buruk. Seiring dengan pengamatan ini, penting bahwa biofilm gigi harus sampai 2 hari lamanya sebelum pembentukan asam dalam menanggapi tantangan sukrosa yang cukup untuk menyebabkan demineralisasi enamel (Gambar 10.24 ) ( Imfeld & Lutz , 1980). Bagaimanapun ini tidak berarti bahwa orang harus menahan diri dari membersihkan gigi mereka setiap hari. Kebanyakan individu tidak mampu untuk membersihkan gigi mereka dengan sempurna setiap kali mereka menyikat, dan bakteri tersisa pada gigi yang dapat memberikan kontribusi terhadap pertumbuhan plak yang terus menerus dan produksi asam ketika menyikat gigi tidak cukup untuk menghilangkan plak gigi.2

Gambar 10.14, 10.15 perubahan morfologi yang berbeda dapat dilihat pada permukaan biofilm ketika membandingkan mikroflora pada gigi setelah 24 jam (Gambar 10.14)dan 48 jam (Gambar 10,15). Sedangkan biofilm berusia 24 jam meliputi massa bakteri coccoid dari beberapa filamen yang memanjang, mikroflora yang berusia 48 jam hampir seluruhnya didominasi oleh organisme filamen (Nyvad & Fejerskov, 1987).2

Gambar 10.16, 10.17 biofilm berusia empat puluh delapan jam di akar sementum (Gambar 10.16) dan email (Gambar 10.17) permukaan dari individu yang sama. Perhatikan bahwa biofilm microbial lebih tebal dan lebih padat pada akar sementum (Nyvad, 1983).2

Gambar 10.18, 10.19 Beberapa bakteri di permukaan biofilm plak saling berkumpul dengan struktur bentuk corn-cob (Gambar 10.18). Individu corn cob terdiri dari filamen tengah ditutupi oleh mikroorganisme berbentuk bulat (Gambar 10.19, penampang) (Nyvad & Fejerskov, 1994).2

Gambar 10.20 bakteri pleomorfik berpopulasi padat menyerupai Actinomyces membentuk pagar sepanjang permukaan gigi dalam biofilm gigi berusia 3 minggu (Nyvad & Fejerskov, 1989).2

PROPERTY BIOFILM GIGI

Seperti yang dinyatakan sebelumnya, deposit mikroba pada gigi adalah contoh properti fisiologis dan genetik biofilm yang akan berbeda secara substansial dari sel plankton (yaitu organisme yang sama yang tumbuh dalam biakan cairan). Gambaran baru dan teknik molekuler telah menegaskan bahwa biofilm gigi menampilkan sifat yang konsisten dengan biofilm yang hadir dalam habitat alam lainnya (Tabel 10.2). Dengan demikian, gerakan bebas dari molekul dapat dikurangi dalam biofilm mulut yang, ditambah dengan metabolisme bakteri, menyebabkan gradien dalam faktor-faktor kunci (oksigen, nutrisi, pH, dll) di seluruh jarak pendek sepanjang kedalaman biofilm. Penggunaan noda hidup/mati telah menunjukkan bahwa vitalitas bakteri bervariasi, dengan konsentrasi terbesar mikroorganisme yang layak hadir di bagian tengah biofilm, dan lapisan setiap rongga atau saluran. Pendekatan biakan

bebas juga menunjukkan peningkatan keanekaragaman bakteri di biofilm gigi, dengan banyak bakteri asing saat tidak dapat dibiakkan yang digambarkan untuk pertama kalinya (misalnya, lihat Paster et al, 2001;. Brinig et al, 2003). Ada perubahan langsung dan tidak langsung yang dimediasi mengganti ekspresi tanda gen bakteri selama perkembangan biofilm. Misalnya, pengikatan bakteri mulut dengan protein saliva dapat menginduksi gen penyandi adhesin. Selama awal tahapan dalam pembentukan biofilm oleh S. mutans (2 jam pertama setelah perlekatan) 33 protein yang diferensial dinyatakan (25 protein disusun naik; delapan protein disusun turun; yaitu ini adalah efek perlekatan langsung ke permukaan), dan ada peningkatan dalam sintesis relatif enzim terlibat dalam katabolisme karbohidrat. Sebaliknya, beberapa enzim glikolitik yang disusun turun dalam usia (3 hari) biofilm S. mutans, sedangkan protein yang terkait dengan fungsi biokimia lainnya disusun naik. Ekspresi glucosyltransferases oleh S. mutans adalah nyata disusun naik dalam biofilm yang lebih tua, tapi ini diasumsikan karena efek tidak langsung dari formasi biofil misalnya keterbatasan nutrisi, mengurangi pH ). Sebagai biofilm berkembang, ada peningkatan kesempatan bagi sel untuk berinteraksi dengan satu sama lain melalui sistem sinyal sel, dan dengan spesies lain dalam berbagai sinergi konvesional dan interaksi antagonis.2

Hal ini jelas dari pernyataan di atas bahwa perilaku mikroorganisme pada permukaan sebagai bagian dari biofilm bisa sangat berbeda dengan yang diamati di laboratorium secara sistem pertumbuhan kultur cair homogen konvensional (biakan plankton). Relevansi klinis tertentu adalah temuan bahwa sensitivitas bakteri mulut terhadap antimikroba berkurang selama pertumbuhan di permukaan, terutama dalam biofilm matang . Dengan demikian, empat kali konsentrasi chlorhexidine diperlukan untuk membunuh biofilm lebih tua dibandingkan dengan biofilm muda S. sanguinis. Demikian pula, biofilm dari biakan campuran beragam pada bakteri mulut yang tidak terpengaruh oleh konsentrasi chlorhexidine setara dengan konsentrasi hambat minimum ( MIC ) dari komponen spesies (sebagaimana ditentukan dalam biakan cair). Konsentrasi yang lebih tinggi sepuluh kali lipat diperlukan untuk menunjukkan beberapa efektivitas, bahkan pada saat-peningkatan kadar beberapa spesies yang tidak terpengaruh ( Kinniment et al . , 1996) . Temuan serupa telah dilaporkan dengan agen antimikroba lainnya yang digunakan dalam pasta gigi dan obat kumur mulut, sementara hingga 500 kali MIC amoksisilin dan doksisiklin (sebagaimana ditentukan untuk biakan cair) diperlukan untuk menghilangkan biofilm S. Sanguinis. Penelitian biofilm plak alami menunjukkan bahwa klorheksidin hanya mempengaruhi lapisan luar sel dalam biofilm 24 dan 48 jam, menunjukkan pendinginan agen pada permukaan biofilm atau kurangnya penetras. Pengamatan tersebut sebagian dapat menjelaskan mengapa pengobatan antimikroba sejauh ini tidak menjadi benar-benar sukses dalam pengendalian karies gigi.2

Gambar 10,21-10,23 Ultrastruktur biofilm gigi berusia 2 minggu dari tiga orang dengan pola kolonisasi yang berbeda. Perhatikan bahwa selain perbedaan ketebalan, bagian luar biofilm bervariasi dalam komposisi dan struktur (Nyvad & Fejerskov, 1989).2

Gambar 10.24 secara telematika mencatat perubahan pH usia biofilm 2 -, 3 -, 5 - dan 6-hari- plak interdental dalam relawan pria 62 tahun selama dan setelah 2 menit bilasan dengan 10% sukrosa berkumur. PC: parafin mengunyah. Perhatikan bahwa tingkat dan jumlah kenaikan pembentukan asam dengan usia biofilm. (Diadaptasi dari Imfeld & Lutz, 1980.)2

DAFTAR PUSTAKA

1. http://www.uic.edu/classes/peri/peri311/lec8sm/dental%20plaque4.htm#Subgingival: 2. Dental Caries And It’s Clinical Management Second Edition edited by Ole Fejerskov

and Edwina Kidd with Bente Nyvad and Vibeke Baelum3. http://www.ncl.ac.uk/dental/oralbiol/oralenv/tutorials/plaqueformation.htm