Methodenartikel

2-methacryloyloxyethyl Phosphorylcholine Polymer Behandeling van volledig kunstgebit te remmen Kunstgebit Plaque Deposition

9.9K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/54965

⸱

26 december 2016

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Prosthodontics, School of Dentistry, Showa University, 2Department of Materials Engineering, School of Engineering, The University of Tokyo

In dit artikel

Samenvatting

Verwijderbare poly(methylmethacrylaat) (PMMA) kunstgebit is vatbaar voor bacteriële aanhechting en plaquevorming. Door het kunstgebit geassocieerde plaque-infectie is een bron van ernstige tandheelkundige en medische complicaties bij ouderen. Dit artikel introduceert een nieuw protocol om PMMA kunstgebit te behandelen met 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine polymeer, poly(MPC-co-BMA-co-MPAz), om plaque-afzetting op PMMA kunstgebit te onderdrukken.

Samenvatting

Verwijderbare kunstgebitten gemaakt van poly (methylmethacrylaat) (PMMA) zijn vatbaar voor bacteriële hechting en tandplakvorming, wat kunstgebitplaque wordt genoemd. Kunstgebitplaque-geassocieerde infectie is een bron van ernstige tandheelkundige en medische complicaties bij ouderen. 2-Methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC) is een bekend biomedisch materiaal dat duidelijke antitrombogeniteit en weefselcompatibiliteit vertoont vanwege zijn hoge weerstand tegen eiwitadsorptie en celadhesie. Daarom wordt verondersteld dat MPC-polymeercoatings het potentieel hebben om plaque-afzetting op het oppervlak van PMMA-kunstgebitten te remmen. Het coaten van MPC-polymeer op het oppervlak van een PMMA-kunstgebit is echter een complexe procedure die gespecialiseerde apparatuur vereist, wat wordt beschouwd als een grote belemmering voor de klinische toepassing.

Hier introduceren we een nieuwe MPC-polymeerbehandelingsprocedure die poly (MPC-co-BMA-co-MPAz) (PMBPAz) gebruikt om plaque-afzetting op verwijderbare kunstgebitten te voorkomen. Deze procedure maakt de MPC-coating van PMMA-kunstgebitoppervlakken mogelijk op een eenvoudige en stabiele manier die bestand is tegen verschillende chemische en mechanische stressen door de MPC-laag van PMBPAz die covalent aan het PMMA-oppervlak is gebonden door ultraviolette lichtbestraling. Bovendien vereist de procedure geen gespecialiseerde apparatuur en kan deze binnen 2 minuten door clinici worden voltooid. We hebben deze procedure in een klinische setting toegepast en de klinische bruikbaarheid en werkzaamheid bij het remmen van plaque-afzetting op verwijderbare kunstgebitten aangetoond.

Inleiding

Mondverzorgingsproducten speelt een belangrijke rol bij het voorkomen van opportunistische infecties en aspiratiepneumonie in lichamelijk kwetsbare ouderen. Mondverzorgingsproducten, bestaande uit poetsen na elke maaltijd, het schoonmaken van kunstgebitten, en het ontvangen van professionele mondzorg, speelt een vitale rol in het verminderen van de incidentie van dergelijke ziekten 1-3. In het bijzonder wordt een slechte mondhygiëne sterk geassocieerd met aspiratiepneumonie in lichamelijk kwetsbare ouderen. Daarom moet meer aandacht worden besteed aan de mondgezondheid zorg voor oudere patiënten, die een beperkte mogelijkheid om hun gebit schoon te maken door zelf 4.

Zelfs in ontwikkelde landen het gebruik van acryl hars gebaseerde kunstgebitten blijft de meest voorkomende behandelingsoptie voor edentate ouderen 5. Gezien hun hoge water absorptiecapaciteit, microporeuze oppervlak en hydrofobe aard, acryl prothese bases opgebouwd uit polymethylmethacrylaat (PMMA) gemakkelijk ophopen tandplak op hun oppervlak, die prothese plaque wordt genoemd.

2-methacryloyloxyethyl fosforylcholine (MPC) polymeren zijn bekend biomedische polymère materialen die 6 opmerkelijke antithrombogenicity en compatibiliteit weefsel vanwege hun hoge weerstand tegen eiwitadsorptie en celadhesie 7-11. MPC polymeer coatings zijn in verschillende medische hulpmiddelen toegepast op besmetting 12 te voorkomen en zijn voorgesteld om het potentieel om gebit plaque accumulatie op PMMA kunstgebit oppervlakken 13 te voorkomen. De uitdaging in de klinische toepassing van MPC polymeren PMMA gebit is betrouwbaar binden ze PMMA oppervlakken op eenvoudige en stabiele wijze. Voorheen werden MPC polymeren gemeld stabiel gebonden PMMA oppervlakken door een enttechniek en potentieel plaqueaccumulatie inhiberen. De enting techniek niet eenvoudig en vereist speciale apparatuur, whilech maakt zijn klinische toepassing uitdagend. Hier beschrijven we een nieuwe MPC coating procedure die gebruik maakt fotoreactieve polymeren fosfolipide-specifiek, een fotoreactieve methacrylaat derivaat, 2-methacryloyloxyethyl-4-azidobenzoaat (MPAz) -synthesized van verschillende oppervlaktemodificaties van verschillende soorten materialen te bereiken. MPAz werd gecopolymeriseerd met MPC polymeren en n-butylmethacrylaat (BMA) verkregen poly (MPC co co -BMA- -MPAz) (PMBPAz). PMBPAz covalent kunnen binden aan de oppervlakken van PMMA kunstgebitten via activatie van het azide groepen MPAz onder ultraviolet (UV) bestraling met licht 14. De procedure vereist geen speciale apparatuur en kan door clinici worden afgerond binnen 2 min. Ook deze procedure gebruikt in een klinische omgeving en toonde de klinische bruikbaarheid en effectiviteit bij het remmen van plaque afzetting op verwijderbare kunstgebitten.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

1. Bereiding van PMBPAz Solution (figuur 1)

  1. Synthetiseren MPC naar aanleiding van een eerder gemeld industriële procedure 15.
  2. Synthetiseren de fotoreactieve polymeer MPC PMBPAz toepassing van gebruikelijke radicaalpolymerisatie van MPC, BMA, en MPAz in ethanol, zoals eerder beschreven 14.
    OPMERKING: PMBPAz moet 60%, 30% en 10% (mol%) van de bovengenoemde monomeereenheden respectievelijk bevatten. Koel de PMBPAz opgelost in ethanol om een ​​0,5 gewichts% oplossing vóór gebruik te bereiden.
  3. Voorafgaande aan het PMMA oppervlak, zodat de PMBPAz ethanol oplossing gedurende 30 minuten bij kamertemperatuur staan.

figure-protocol-1
Figuur 1. Chemische structuurformule van de fotoreactieve polymeer MPC PMBPAz. PMBPAz werd geconstrueerd met een MPC-eenheid, een eenheid BMA, en een MPAz eenheid./ftp_upload/54965/54965fig1large.jpg "target =" _ blank "> Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken.

2. PMBPAz Behandeling van een totale PMMA Prothese (figuur 2)

  1. Mechanisch reinigen van de prothese gedurende 3 minuten met een prothese borstel.
  2. Chemisch reinigen van de prothese gedurende 5 minuten in een ultrasoon bad sonicator met een prothese reinigingsmiddel zoals 2,0% natriumhypochloriet en onder de volgende voorwaarden sonicatie frequentie, 50/60 Hz; fase nummer, 1φ; en oscillerende frequentie 28 kHz.
  3. Alvorens de oppervlaktemodificatie met PMBPAz, was de prothese oppervlak door onderdompeling in ethanol. Na de ethanol wassen, laat de prothese oppervlak droog door zelf, zoals ethanol is een vluchtige verbinding.
  4. Breng 1 ml PMBPAz ethanoloplossing direct op het gehele oppervlak van de prothese met een borsteltje. Vervolgens houdt de prothese bij kamertemperatuur en atmosferische druk gedurende 10 minuten om het oplosmiddel te verdampen in een ethanol damp sfeer. Laat ze drogen. Herhaal deze stappen twee keer.
  5. Bestraal het prothese oppervlak met UV licht gedurende 2 minuten (bij 254 nm).
  6. Dompel de PMBPAz behandelde prothese in gedestilleerd water gedurende 5 minuten voor gebruik.

figure-protocol-2
Figuur 2. Productie van een gemodificeerd oppervlak met de fotoreactieve polymeer MPC PMBPAz. De PMBPAz polymeer kan covalent binden aan PMMA door toepassing van UV-bestraling. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

3. Evaluatie van Kunstgebit Plaque Deposition

  1. Gebruik de PMBPAz behandelde prothese thuis voor 2 weken. Als een controle, herhaalt u dezelfde procedure, met uitzondering van de behandeling met de PMBPAz.
  2. Na een patiënt de prothese heeft gebruikt voor 2 weken (gebruikt about 12 tot 14 uur per dag), spoel het met leidingwater om alle losse etensresten te verwijderen, en vervolgens vlekken met een 0,25% methyleenblauw Bekendmakende oplossing voor 1 min.
  3. Reinig vlekken aanwezig op het prothese oppervlak gedestilleerd water onder toepassing van een ultrasoon bad sonicator gedurende 30 sec.
  4. Maak foto's op een hoek van 90 ° op een wax stoel met een digitale camera met behulp van een wit-licht-systeem. Maak foto's met dezelfde focale object afstand, belichtingstijd en intensiteit van de verlichting. Maak foto's van 3 verschillende richtingen om het slijmvlies te krijgen, rechts, links en gepolijst oppervlak beelden.
  5. Bereken de vlek en te kwantificeren met behulp van een beeldanalyse software voor het volledige prothese oppervlak 16.
    1. Selecteer de prothese gebied met behulp van de "magnetische lasso" tool imago van de gevangen prothese uit. Vervolgens wijzigt u de roodgekleurde kanaal naar de plaque gebied imago van de prothese gebied uit te markeren. Selecteer alle plaque gebieden met behulp van de "magic wand" tool (tolerance level 8) en de "select soortgelijke" tool van de prothese omgeving.
    2. Tel het aantal pixels per beeld. Daarna berekent het percentage plaque index van het gebied dat onder op de prothese van het aantal pixels van deze beelden (totaal plaque pixels / totaal prothese oppervlak pixels). Evalueer de statistische verschillen tussen de gekleurde gebieden op de PMBPAz behandelde en onbehandelde kunstgebitten (ANOVA, p <0,05).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

PMBPAz behandeling maakt het MPC bekleding van PMMA oppervlakken via een eenvoudige en korte werkwijze en onderhoudt de plaque inhibitie effect van de MPC polymeer. Deze procedure vereist geen gespecialiseerde apparatuur en kan worden uitgevoerd chair-side door clinici binnen 2 min. Volgende protocol stap 2, werd de PMBPAz behandeling van verwijderbare volledig kunstgebit van 11 edentate patiënten succesvol in de kliniek plaatsvinden zonder aanzienlijke problemen. Het gemiddelde percenta...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Mechanisme van de PMBPAz Coating

Het een uitdaging om MPC polymeren een PMMA Binden op eenvoudige en stabiele wijze. Hier gebruikten we een nieuwe fotoreactieve monomeer waarop een fenylazide groep MPAz die polymeriseert met andere monomeren door een gebruikelijke vrije-radicaalpolymerisatie procedure resulteert in een polymeer met fenylazide zijketens. De fenylazide groepen worden ontleed door UV bestraling nitreen groepen, die zeer reactieve radicale groepen die covalent kunnen binden aan alk...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

Wij hebben geen toelichting of financiële steun.

Dankbetuigingen

De auteurs willen alle deelnemers, tandartsen en medewerkers bedanken voor hun deelname aan deze studie. Onze oprechte dank Professor Hirotaka Kuwata en assistent-professor Hirobumi Morisaki, Afdeling Orale Microbiologie en Immunologie, Showa University School of Tandheelkunde, voor hun steun.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Ultrasonic CleanerAiwa Medical EngineeringAU-12CReinigen in gedistilleerd water voordat de prothese wordt bevlekt
UVP UV Crosslinker DL-1000Funakoshi95-0174-03UV-licht bestraling gedurende 2 minuten voor gebruik
Lightbox SSuntec6542Opnemen in deze doos na het bevlekken van de prothese
Adobe Photoshop CS6 ExtendedAdobeCalibreren en kwantificeren

Referenties

  1. Watando, A., et al. Daily oral care and cough reflex sensitivity in elderly nursing home patients. Chest. 126, 1066-1070 (2004).
  2. Bassim, C. W., Gibson, G., Ward, T., Paphides, B. M., DeNucci, D. J. Modification of the risk of mortality from pneumonia with oral hygiene care. J. Am. Geriatr. Soc. 56, 1601-1607 (2008).
  3. Ishikawa, A., Yoneyama, T., Hirota, K., Miyake, Y., Miyatake, K. Professional oral health care reduces the number of oropharyngeal bacteria. J. Dent. Res. 87, 594-598 (2008).
  4. Hosokawa, R. Prosthodontic interventions for special-needs patients. J Prosthodont Res. 58, 69-70 (2014).
  5. Parvizi, A., Lindquist, T., Schneider, R., Williamson, D., Boyer, D., Dawson, D. V. Comparison of the dimensional accuracy of injection-molded denture base materials to that of conventional pressure-pack acrylic resin. J. Prosthodont. 13, 83-89 (2004).
  6. Ishihara, K., Ueda, T., Nakabayashi, N. Preparation of phospholipid polylmers and their properties as polymer hydrogel membranes. Polym. J. 22, 355-360 (1990).
  7. Ishihara, K., Aragaki, R., Ueda, T., Watenabe, A., Nakabayashi, N. Reduced thrombogenicity of polymers having phospholipid polar groups. J. Biomed. Mater. Res. 24 (8), 1069-1077 (1990).
  8. Ishihara, K., Ziats, N. P., Tierney, B. P., Nakabayashi, N., Anderson, J. M. Protein adsorption from human plasma is reduced on phospholipid polymers. J. Biomed. Mater. Res. 25 (11), 1397-1407 (1991).
  9. Ishihara, K., Nomura, H., Mihara, T., Kurita, K., Iwasaki, Y., Nakabayashi, N. Why do phospholipid polymers reduce protein adsorption?. J. Biomed. Mater. Res. 39 (2), 323-330 (1998).
  10. Ishihara, K. Bioinspired phospholipid polymer biomaterials for making high performance artificial organs. Sci. Technol. Adv. Mater. 1 (3), 131-138 (2000).
  11. Iwasaki, Y., Ishihara, K. Cell membrane-inspired phospholipid polymers for developing medical devices with excellent biointerfaces. Sci. Technol. Adv. Mater. 13 (6), 064101 (10pp)(2012).
  12. Zhang, N., Chen, C., Melo, M. A., et al. A novel protein-repellent dental composite containing 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine. Int J Oral Sci. 7, 103-109 (2015).
  13. Hirota, K., Yumoto, H., Miyamoto, K., et al. MPC-polymer reduces adherence and biofilm formation by oral bacteria. J Dent Res. 90, 900-905 (2011).
  14. Fukazawa, K., Ishihara, K. Synthesis of photoreactive phospholipid polymers for use in versatile surface modification of various materials to obtain extreme wettability. ACS Appl. Mater. Interfaces. 5 (15), 6832-6836 (2013).
  15. Ishihara, K., Ueda, T., Nakabayashi, N. Preparation of phospholipid polymers and their properties as polymer hydrogel membranes. Polym. J. 22 (5), 355-360 (1990).
  16. Coulthwaite, L., Verran, J. Evaluation of in vivo denture plaque assessment methods. Br Dent J. 207 (E12), 282-283 (2009).
  17. He, D., Susanto, H., Ulbricht, M. Photo-irradiation for preparation, modification and stimulation of polymeric membranes. Prog Polym Sci. 34, 62-98 (2009).
  18. Nakayama, Y. Surface macromolecular architectural designs using photo-graft copolymerization based on photochemistry of benzyl N,N-diethyldithiocarbamate. Macromolecules. 29, 8622-8630 (1996).
  19. Takahashi, N., Iwasa, F., Inoue, Y., Morisaki, H., Ishihara, K., Baba, K. Evaluation of the durability and antiadhesive action of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine grafting on an acrylic resin denture base. J. Prosthet. Dent. 112 (2), 194-203 (2014).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

MPC polymeercoatingPMMA prothese oppervlakUV lichtbestralingethanol dampatmosfeermethyleenblauwkleuringbeeldanalyse softwareultrasoon baddigitale camera imagingkwantificering van het plaque oppervlak

Gerelateerde artikelen