2-Methacryloyloxyethyl Phosphorylcholin Polymer-Behandlung von Complete Zahnersatz auf Inhibit Zahnersatz- Plaqueanlagerung
26. Dezember 2016
Herausnehmbarer Zahnersatz aus Poly(methylmethacrylat) (PMMA) ist anfällig für bakterielle Anhaftung und Plaquebildung. Eine mit Zahnprothesenplaque assoziierte Infektion ist eine Quelle für schwerwiegende zahnärztliche und medizinische Komplikationen bei älteren Menschen. In dieser Arbeit wird ein neuartiges Protokoll zur Behandlung von PMMA-Prothesen mit dem 2-Methacryloyloxyethylphosphorylcholin-Polymer Poly(MPC-co-BMA-co-MPAz) vorgestellt, um die Plaqueablagerung auf PMMA-Prothesen zu unterdrücken.<
Das übergeordnete Ziel dieses Experiments ist es, die Wirkung der neuen MPC-Polymerbeschichtung zur Verhinderung der Ablagerung von Prothesenplaque zu bewerten. Das bedeutet, dass es dazu beitragen kann, zentrale Fragen im Bereich der Mundgesundheitsversorgung älterer Menschen zu beantworten, z. B. wie wir ihre Prothesenhygiene verbessern können. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass Zahnärzte keine speziellen Geräte vorbereiten müssen und sie innerhalb von zwei Minuten in einer klinischen Praxis durchgeführt werden kann.
Die Auswirkungen dieser Technik erstrecken sich auf die Vorbeugung einer Vielzahl von Gesundheitsproblemen, die mit Zahnersatz verbunden sind, wie z. B. Parodontitis, Prothesenstomatitis und Aspirationspneumonie. Diese Methode kann einen Einblick in die einfache und schnelle Behandlung von MPC-Polymer für Totalprothesen geben. Es kann auch auf medizinische Geräte und für die Orthopädie angewendet werden.
Um das Experiment zu beginnen, erhalten Sie das zuvor synthetisierte PMBPAz-Polymer. Synthetisieren Sie das gekühlte photoreaktive MPC-Polymer PMBPAz unter Verwendung der konventionellen radikalischen Polymerisation von MPC, BMA und MPAz. Lassen Sie die PMBPAz-Ethanollösung 30 Minuten bei Raumtemperatur stehen, bevor Sie die PMMA-Oberfläche behandeln.
Reinigen Sie die Prothese mit einer Prothesenbürste drei Minuten lang mechanisch. Reinigen Sie dann die Prothese fünf Minuten lang chemisch in einem Ultraschallbad-Ultraschallgerät mit einem Prothesenreiniger, der 2,0 Prozent Natriumhypochlorid enthält. Bevor Sie die Oberflächenmodifikation mit PMBPAz durchführen, waschen Sie die Prothesenoberfläche durch Eintauchen in Ethanol
.Lassen Sie die Oberfläche nach der Ethanolwäsche eine Minute lang an der Luft trocknen. Bereiten Sie einen Milliliter PMBPAz-Ethanollösung mit 0,5 Gewichtsprozent aus der zuvor vorbereiteten Brühe vor und lassen Sie es dann stehen, damit das Ethanol verdampfen kann. Tragen Sie anschließend mit einem Pinselapplikator die PMBPAz-Ethanollösung direkt auf die gesamte Oberfläche der Prothese auf.
Bewahren Sie die Prothese bei Raumtemperatur auf und fügen Sie 10 Minuten lang Atmosphärendruck hinzu, damit das Lösungsmittel in einer Ethanoldampfatmosphäre verdampfen kann. Bestrahlen Sie die Prothesenoberfläche mit UV-Licht. Tauchen Sie dann die mit PMBPAz behandelte Prothese vor dem Gebrauch fünf Minuten lang in destilliertes Wasser.
Sammeln Sie die Prothese, die ein Patient zwei Wochen lang verwendet hat. Spülen Sie die Prothese mit Leitungswasser ab, um lose Speisereste zu entfernen, und färben Sie die Prothese dann eine Minute lang mit einer 0,25-prozentigen Methylenblau-Anfärbelösung in einem Polypropylenbehälter. Reinigen Sie alle Flecken auf der Prothesenoberfläche in destilliertem Wasser mit einem Ultraschallbad-Ultraschallgerät.
Bereiten Sie als Nächstes die Bildgebung vor, um Bilder in einem 90-Grad-Winkel auf einem Wachssitz mit einer Digitalkamera und einem Weißlichtsystem aufzunehmen. Erhalten Sie Bilder aus drei verschiedenen Richtungen, um Bilder von der Schleimhaut, der rechten und linken polierten Oberfläche zu erhalten. Berechnen Sie dann die gefärbte Fläche und quantifizieren Sie sie mit einer Bildanalysesoftware für die gesamte Prothesenoberfläche.
Wählen Sie den Prothesenbereich mit dem magnetischen Lasso-Werkzeug aus dem aufgenommenen Prothesenbild aus. Ändern Sie als Nächstes den rot gefärbten Kanal, um den Plaquebereich aus dem Bild des Prothesenbereichs hervorzuheben. Wählen Sie mit dem Zauberstab und dem Werkzeug "Ähnliches auswählen" alle Plaquebereiche mit einer Toleranzstufe von acht im Prothesenbereich aus.
Zählen Sie die Gesamtzahl der Pixel für jedes Bild und berechnen Sie dann den prozentualen Plaque-Index des auf der Prothese bedeckten Bereichs aus der Pixelzahl dieser Bilder. Bewerten Sie abschließend die statistischen Unterschiede zwischen den gefärbten Bereichen auf dem PMBPAz-behandelten und dem unbehandelten Zahnersatz. Die Gesamtprothesenfläche der Schleimhautoberfläche nach Färbung und Digitalisierung sowohl der unbehandelten als auch die Plaquefläche der Schleimhautoberfläche nach der Selektion zeigen, dass die verfärbten Plaquebereiche durch die PMBPAz-Behandlung konsistent und deutlich verringert wurden.
Die mittleren Prozentsätze der Anzahl der Plaquepixel auf den Schleimhaut- und polierten Oberflächen von unbehandeltem und PMBPAz-behandeltem Zahnersatz zeigen, dass die PMBPAz-Behandlung der Schleimhaut- und polierten Oberflächen die Ablagerung von Prothesenplaque signifikant hemmte. Die Entwicklung dieser Technik ebnete den Forschern einen neuen Weg, um effiziente und praktische Methoden zur Vorbeugung von Plaque-assoziierten Infektionen zu erforschen. Einmal gemeistert, kann diese Technik in 30 Minuten durchgeführt werden, wenn sie richtig ausgeführt wird.
Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie opportunistische Infektionen im Zusammenhang mit der Ansammlung von Zahnprothesenplaque verhindern können.
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Übersicht
Diese Studie evaluiert eine neuartige MPC-Polymerbeschichtung, die entwickelt wurde, um Plaqueablagerungen auf PMMA-Zahnprothesen zu verhindern, und damit ein bedeutendes Problem für die Mundgesundheit älterer Menschen anzugehen. Die Technik ist schnell und kann in einer klinischen Umgebung ohne spezielle Ausrüstung durchgeführt werden.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Zahnmedizinische Versorgung
- Zahnhygiene
- Polymeranwendungen in der Medizin
Hintergrund
- PMMA-Zahnprothesen sind anfällig für bakterielle Anhaftung.
- Zahnprothesenbelag kann zu schwerwiegenden gesundheitlichen Komplikationen führen.
- Die Verbesserung der Zahnprothesenhygiene ist entscheidend für die ältere Bevölkerung.
- Die neue Beschichtung zielt darauf ab, diese Risiken wirksam zu verringern.
Zweck der Studie
- Um die Wirksamkeit der MPC-Polymerbeschichtung zu bewerten.
- Um deren Auswirkungen auf die Verbesserung der Zahnpflegehygiene zu untersuchen.
- Um Ärzten eine schnelle und einfache Behandlungsoption zu bieten.
Verwendete Methoden
- Anwendung der MPC-Polymerbeschichtung auf PMMA-Zahnprothesen.
- Beurteilung der Verhinderung von Plaque-Ablagerungen.
- Klinische Anwendung innerhalb eines Zeitrahmens von zwei Minuten.
- Mögliche Anwendung auf andere medizinische Geräte.
Hauptergebnisse
- Das MPC-Polymer reduziert die Plaquebildung signifikant.
- Ärzte können die Behandlung problemlos in Praxisräumen anwenden.
- Die Methode hat weitere Implikationen für die Verhinderung zahnprothesenbedingter Gesundheitsprobleme.
- Die gewonnenen Erkenntnisse können auf andere medizinische Anwendungen übertragen werden.
Schlussfolgerungen
- Die MPC-Polymerbeschichtung ist eine wirksame Lösung für die Zahnpflegehygiene.
- Diese Technik kann helfen, verschiedene zahnprothesenbedingte Gesundheitsprobleme zu verhindern.
- Weitere Forschungsarbeiten könnten ihre Anwendung in anderen Bereichen untersuchen.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Die Ablagerung von Zahnbelag auf Prothesen stellt ein erhebliches Risiko für opportunistische Infektionen bei älteren Bevölkerungsgruppen dar und beeinträchtigt die orale und systemische Gesundheit. Diese MPC-Polymerbehandlung bietet eine schnelle, gerätefreie Methode zur Hemmung der Belagbildung auf PMMA-Prothesen und unterstützt präventive Versorgungsstrategien. Ihre klinische Anwendbarkeit innerhalb von zwei Minuten ermöglicht die Integration in die routinemäßige zahnärztliche Praxis und verringert das mit prothetischen Vorrichtungen verbundene biologische Risiko.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen Biomaterialien und Gewebe, indem unspezifische Proteinadsorption und mikrobielle Adhäsion auf polymeren Oberflächen reduziert werden.
- Operativer Wert: Bietet eine reproduzierbare Oberflächenmodifikationstechnik, um Anti-Fouling-Hypothesen bei oralen Biomaterialien zu validieren.
- Prädiktiver Wert: Unterstützt die mechanistische Risikominimierung von Prothesematerialien, indem die Plaque-Inhibition als funktioneller Endpunkt der Biokompatibilität quantifiziert wird.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Erzeugt quantifizierbare Plaque-Index-Metriken mittels Bildanalyse und ermöglicht dadurch eine standardisierte Beurteilung von antiadhäsiven Beschichtungen.
- Operativer Wert: Ermöglicht eine hochreproduzierbare Untersuchung von Polymerkandidaten unter Verwendung von Methylenblau-Färbung und digitaler Quantifizierung.
- Einsatzbereitschaft des Assays: Schafft eine stabile, kovalent gebundene MPC-Schicht, die gegen chemische und mechanische Belastungen resistent ist und sich für Langzeit-Stabilitätstests eignet.
Translationale und präklinische Forschung
- Translationale Kontinuität: Verbindet die Entdeckung der antiadhäsiven Eigenschaften von MPC mit der klinischen Validierung der Plaque-Hemmung auf Prothesen.
- Krankheitsrelevante Systematik: Modelliert die Bildung oraler Biofilme auf PMMA, einem relevanten Substrat für Stomatitis und das Risiko einer aspirativen Pneumonie.
- Risikoadjustierte Weiterentwicklung: Zeigt eine signifikante Reduktion der angefärbten Plaquefläche und unterstützt damit Entscheidungen über die Weiterentwicklung des Biomaterials.
Pipeline- und Workflow-Integration
Die Methode lässt sich in Workflows der frühen Entdeckung bis zur präklinischen Phase integrieren, indem sie eine Oberflächenbehandlung bereitstellt, die eine zuverlässige Bewertung der Leistung von Biomaterialien in oralen Umgebungen ermöglicht.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die Hypothesenprüfung zu mikrobiellen Adhäsionsmechanismen, indem eine kontrollierte, biofouling-arme PMMA-Oberfläche geschaffen wird.
- Screening: Stellt standardisierte, versuchsreife Zahnprothesenproben mit quantifizierbaren Ergebnissen bereit, um antiplaque-Wirkstoffe miteinander zu vergleichen.
- Analytik: Ermöglicht die pixelbasierte Quantifizierung der Plaquefläche und den statistischen Vergleich zwischen behandelten und unbehandelten Oberflächen.
- Translationale Forschung: Verbindet in-vitro-Antiadhäsionseigenschaften mit klinischen Ergebnissen in der Zahnprothesenhygiene und Infektionsprävention.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Stellt eine plattformkompatible Oberflächenmodifikation dar, die auch auf andere PMMA-basierte medizinische Geräte anwendbar ist.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Verringert mechanistische Unschärfen bezüglich der Leistung von Biomaterialien, indem Oberflächeneigenschaften als Variable bei der Plaquebildung isoliert werden.
- Operativer Wert: Gewährleistet Standardisierung und Reproduzierbarkeit durch ein einfaches, zeitlich definiertes UV-Aushärtungsprotokoll, das keine speziellen Werkzeuge erfordert.
- Strategischer Wert: Verbessert Entscheidungen über Weiterentwicklung oder Einstellung, indem schnelle, klinisch relevante Wirksamkeitsdaten zu infektionsverhütenden Beschichtungen bereitgestellt werden.
- Portfolio-Wirkung: Ermöglicht eine risikoadjustierte Priorisierung von anti-adhäsiven Materialien basierend auf validierter Plaquehemmung in einem für den Menschen relevanten Modell.
Durchführungsaspekte
- Erfordert Fachkenntnisse in der Oberflächenpräparation von Biomaterialien und UV-Bestrahlungsprotokollen.
- Benötigt Zugang zu einer UV-Lichtquelle, Ethanol, Methylenblau-Lösung und einem Ultraschallbad für standardisierte Aufarbeitung und Analyse.
- Setzt eine standardisierte Vorgehensweise über Teamgrenzen hinweg zwischen zahnmedizinischem Personal und Forschungsmitarbeitern für konsistente Prothesenreinigungs- und Anfärbeprozesse voraus.
- Erfordert Anpassungen bei der Anwendung auf Nicht-PMMA-Substrate oder komplexe Geometrien, die über Vollprothesen hinausgehen.
- Ist durch die Notwendigkeit kontrollierter Ethanolverdunstung und definierter Umgebungsbedingungen während der Lösungsmittelentfernungsschritte eingeschränkt.
