Introduction
sanitaria orale gioca un ruolo importante nella prevenzione di infezioni opportunistiche e polmonite chimica negli anziani fisicamente vulnerabile. Dell'igiene orale, composto da spazzolatura dopo ogni pasto, protesi di pulizia, e la ricezione di cura professionale della salute orale, svolge un ruolo fondamentale nel ridurre l'incidenza di tali malattie 1-3. In particolare, la scarsa igiene orale è fortemente associato con la polmonite da aspirazione negli anziani fisicamente vulnerabili. Pertanto, maggiore attenzione dovrebbe essere prestata alla cura della salute orale dei pazienti anziani, che hanno limitata capacità di pulire le loro protesi da soli 4.
Anche nei paesi sviluppati, l'uso di acrilici, protesi rimovibile a base di resina rimane l'opzione di trattamento più comune per i pazienti anziani edentuli 5. Data la loro elevata capacità di assorbimento d'acqua, la superficie microporosa, e la natura idrofoba, basi protesi in resina realizzati da polimetilmetacrilato (PMMA) si accumulano facilmente placca dentale sulle loro superfici, che si chiama protesi placca.
2-metacriloilossietil fosforilcolina polimeri (MPC) sono ben noti materiali polimerici biomedici 6 che hanno notevole antithrombogenicity e la compatibilità dei tessuti a causa della loro elevata resistenza alla assorbimento di proteine e cellule adesione 7-11. MPC rivestimenti polimerici sono stati applicati in vari dispositivi medici per prevenire l'infezione e 12 sono stati suggeriti per avere il potenziale per prevenire l'accumulo di placca protesi su superfici di protesi PMMA 13. La sfida nell'applicazione clinica di polimeri MPC di PMMA dentiere è affidabile legano loro di PMMA superfici in modo semplice e stabile. In precedenza, i polimeri MPC sono stati segnalati per essere stabilmente legato a superfici PMMA da una tecnica di innesto e di avere la possibilità di inibire l'accumulo di placca. Tuttavia, la tecnica di innesto non è semplice e richiede attrezzature specializzate, WHIch fa la sua applicazione clinica impegnativo. Qui, descriviamo una nuova procedura di rivestimento MPC che utilizza polimeri specificamente fosfolipidi fotoreattivi, un metacrilato derivata fotoreattivo, 2-metacriloilossietil-4-azidobenzoate (MPAz) -synthesized per realizzare una varietà di modifiche superficiali di diversi tipi di materiali. MPAz è stato co-polimerizzati con polimeri MPC e n-butil metacrilato (BMA) per produrre poli (MPC- co -BMA- co -MPAz) (PMBPAz). PMBPAz può covalentemente legarsi alle superfici delle protesi PMMA attraverso l'attivazione dei gruppi azide in MPAz sotto ultravioletta (UV) irradiazione 14. Il procedimento non richiede attrezzature specializzate e può essere completata da clinici entro 2 min. Abbiamo inoltre applicato questa procedura in un ambiente clinico e ha dimostrato la sua utilità clinica e l'efficacia nell'inibire la deposizione di placca sulle protesi rimovibili.
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Protocol
1. Preparazione della soluzione PMBPAz (Figura 1)
- Sintetizzare MPC a seguito di un procedimento industriale riportato in precedenza 15.
- Sintetizzare le fotoreattivo MPC polimero PMBPAz usando convenzionale polimerizzazione radicalica di MPC, BMA, e MPAz in etanolo, come descritto in precedenza 14.
NOTA: PMBPAz dovrebbe contenere 60%, 30% e 10% (moli%) delle unità monomeriche summenzionati, rispettivamente. Refrigerare il PMBPAz sciolto in etanolo per preparare una soluzione allo 0,5% in peso prima dell'uso. - Prima di trattare la superficie PMMA, lasciare che la soluzione di etanolo PMBPAz riposare per 30 minuti a temperatura ambiente.
Figura 1. Formula chimica strutturale del fotoreattivo MPC polimero PMBPAz. PMBPAz stato costruito utilizzando un'unità MPC, un'unità BMA, ed una unità MPAz./ftp_upload/54965/54965fig1large.jpg "target =" _ blank "> Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
2. PMBPAz Trattamento di un completo PMMA protesi (figura 2)
- Meccanicamente pulire la protesi per 3 minuti con un pennello protesi.
- Chimicamente pulire la protesi per 5 minuti in un bagno sonicatore ultrasuoni con un detergente protesi compreso ipoclorito di sodio 2,0% e alle seguenti condizioni sonicazione: frequenza, 50/60 Hz; il numero di fase, 1φ; e frequenza di oscillazione, 28 kHz.
- Prima di eseguire la modifica della superficie con PMBPAz, lavare la superficie della protesi per immersione in etanolo. Dopo il lavaggio etanolo, lasciare che la superficie della protesi asciutta per sé, come l'etanolo è un composto volatile.
- Applicare 1 ml di soluzione di etanolo PMBPAz direttamente su tutta la superficie della protesi con un pennello applicatore. Successivamente, tenere la protesi a temperatura ambiente e pressione atmosferica per 10 minuti per permettere al solvente di evaporare in un'atmosfera vapori di etanolo. Lasciare asciugare. Ripetere questi passaggi due volte.
- Irradiare la superficie della protesi con la luce UV per 2 min (a 254 nm).
- Immergere la protesi PMBPAz trattati in acqua distillata per 5 minuti prima dell'uso.
Figura 2. Realizzazione di una superficie modificata utilizzando il fotoreattivo MPC polimero PMBPAz. La PMBPAz polimero può covalente legarsi a PMMA mediante l'applicazione di irradiazione UV. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
3. Valutazione di protesi placca Deposizione
- Utilizzare la protesi PMBPAz trattati a casa per 2 settimane. Come controllo, ripetere la stessa procedura, escludendo il trattamento con il PMBPAz.
- Dopo un paziente ha utilizzato la protesi per 2 settimane (usato about da 12 a 14 ore al giorno), sciacquarlo con acqua di rubinetto per rimuovere eventuali particelle alimentari sfusi, e quindi macchiare con una soluzione di metilene blu Divulgante 0,25% per 1 min.
- Pulire eventuali macchie presenti sulla superficie della protesi in acqua distillata utilizzando un sonicatore bagno ad ultrasuoni per 30 sec.
- Catturare immagini a un angolo di 90 ° su un sedile di cera con una fotocamera digitale utilizzando un sistema a luce bianca. Cattura le immagini con la stessa distanza focale oggetto, tempo di esposizione, e l'intensità di illuminazione. catturare immagini da 3 diverse direzioni per ottenere delle mucose, a destra e sinistra immagini superficie lucidata.
- Calcolare la zona macchiata e quantificare utilizzando un software di analisi di immagine per l'intera superficie della protesi 16.
- Selezionare l'area della protesi con lo strumento "lazo magnetico" dall'immagine catturata protesi. Successivamente, cambiare il canale di colore rosso per evidenziare l'area della placca dall'immagine zona protesi. Selezionare tutte le aree della placca utilizzando lo strumento "bacchetta magica" (tlivello olerance 8) e la "select simile" strumento dalla zona di protesi.
- Contare il numero totale di pixel per ciascuna immagine. Successivamente, calcolare l'indice percentuale di targa della superficie coperta sulla protesi dal numero di pixel di queste immagini (totale pixel placca / totale pixel superficie della protesi). Valutare le differenze statistiche tra le aree colorate sulle protesi PMBPAz-trattati e non trattati (ANOVA, p <0,05).
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Representative Results
trattamento PMBPAz consente il rivestimento MPC di PMMA superfici attraverso un metodo semplice e breve e mantiene l'effetto di inibizione della placca del polimero MPC. Questa procedura non richiede attrezzature specializzate e può essere eseguita alla poltrona dai clinici entro 2 min. Seguendo passo protocollo 2, il trattamento PMBPAz di protesi complete rimovibili da 11 pazienti edentuli è stata condotta con successo in un ambiente clinico senza problemi sostanziali. Le medie indici percentuale placca sulle superfici mucose e lucidate delle protesi di controllo erano 40,7% ± 19,9% e 28,0% ± 16,8%, rispettivamente, mentre quelli di protesi PMBPAz trattati erano 17,4% ± 12,0% e del 15,0% ± 9,9%, rispettivamente. Il trattamento di superfici PMBPAz protesi PMMA inibiva significativamente la deposizione di protesi targa per almeno 2 settimane (n = 11, p <0,05; la figura 3A, 3B e 3C). 
Figura 3. Valutazione della deposizione di placca sulle protesi totale mascellari dopo l'uso in pazienti per 2 settimane. (A) La superficie totale della protesi della superficie della mucosa dopo colorazione e la digitalizzazione (a sinistra: non trattato, a destra: PMBPAz trattati) e l'area della placca della superficie della mucosa dopo la selezione. Controllo visivo delle immagini protesi di controllo ha rivelato che la targa macchiato è concentrata nelle aree corrispondenti alle superfici mucose della cresta alveolare e che le aree di placca macchiati sono stati costantemente e sensibilmente diminuiti del trattamento PMBPAz. (B) Superficie totale protesi delle superfici lucide dopo la colorazione e la digitalizzazione (a sinistra: non trattato, a destra: PMBPAz-trattati) e l'area della placca delle superfici lucidate dopo la selezione. Controllo visivo delle immagini protesi di controllo ha rivelato che il plaq macchiatoue è stata concentrata nelle aree corrispondenti alle regioni papilla interdentale delle superfici lucide e che le aree di placca macchiati sono stati costantemente e sensibilmente diminuiti del trattamento PMBPAz. (C) la media pixel percentuale placca sulle mucose e le superfici levigate di protesi non trattati e PMBPAz-trattati. Il trattamento PMBPAz della mucosa e superfici levigate significativamente inibito la deposizione di protesi placca. I dati mostra la media ± deviazione standard. (N = 11, p <0,05). Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
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Discussion
Meccanismo della PMBPAz Coating
È difficile da legare polimeri MPC ad una superficie PMMA in modo semplice e stabile. Qui, abbiamo utilizzato un nuovo monomero fotoreattivo recante un gruppo phenylazide, MPAz, che polimerizza con altri monomeri attraverso un procedimento di polimerizzazione radicalica convenzionale, risultando in un polimero con catene laterali phenylazide. I gruppi phenylazide sono decomposti mediante irradiazione UV per formare gruppi nitrene, che sono altamente reattivi gruppi radicali che possono covalentemente legarsi a gruppi alchilici. Così, i polimeri a base di MPC contenenti unità MPAz possono essere legati alle superfici di vari materiali per irraggiamento UV. I vantaggi del rivestimento PMBPAz includono un breve tempo di reazione e la conversione reazione efficace. Inoltre, photoirradiation non ha significativi effetti negativi sulle proprietà di massa della superficie dei materiali quando viene utilizzato a lunghezze d'onda appropriate 17,18.
PMBPAz Coating Proprocedura
In precedenza, abbiamo riportato che lo strato modificazione superficiale formata su una superficie PMMA dalla tecnica dell'innesto MPC-polimero era resistente alle sollecitazioni meccaniche 19. Tuttavia, l'applicazione clinica di questa tecnica può non essere possibile a causa della sua complessità tecnica perché la procedura prevede diversi passaggi e l'efficienza di polimerizzazione è bassa. Inoltre, si richiede attrezzature sperimentali altamente specializzato, che è al momento disponibile in ambito clinico 19.
In questo contesto, come una valida alternativa, la procedura di rivestimento PMBPAz necessaria solo la dentiera da verniciare ed esposti e potrebbero quindi essere completato entro 2 minuti in un ambiente clinico. L'unica apparecchiatura aggiuntiva richiesta è un'unità di irradiazione UV, che è facile da usare ed è anche poco costoso. Queste caratteristiche della procedura di trattamento PMBPAz descritto in questo documento consentono la facile applicazione del mantello MPCing in ambito clinico.
Efficacia
placca dentale, che aderisce alle superfici di protesi, è stato visualizzato mediante colorazione con blu di metilene. La superficie irregolare di una protesi che non è stato lucidato è incline ad accumulo di placca protesi; tali superfici sono difficili per i pazienti per pulire a fondo, come dimostrato dalla colorazione della superficie della protesi (figura 3). Tuttavia, il trattamento di superfici PMBPAz protesi PMMA controllava la formazione di biofilm dopo uso clinico per 2 settimane. Questo suggerisce che il metodo di rivestimento MPC introdotto in questo studio è durevole e resistente all'uso clinico di protesi per almeno 2 settimane.
Conclusione e domande il permanere di
Il protocollo descritto in questo documento per il trattamento delle superfici PMBPAz protesi PMMA è fattibile in ambito clinico e inibisce efficacemente la deposizione della placca protesi. Pertanto, esso ha il potentiAL a migliorare l'igiene protesi negli anziani. Questo metodo ha un netto vantaggio rispetto le procedure di pulizia della protesi convenzionali perché mira a prevenire l'accumulo di placca protesi. In generale, la maggior parte delle strategie per migliorare l'igiene protesi sono associati con complessità tecnica perché affrontano la rimozione della placca già aderito alle superfici protesi attraverso l'uso di spazzolatura meccanica insieme con detergenti protesi. L'attuale metodo potrebbe essere particolarmente utile in strutture sanitarie a lungo termine e per gli individui che non sono in grado di prendersi cura di loro protesi, come ad esempio quelli affetti da emiparesi post-ictus.
Abbiamo due volte applicato una soluzione PMBPAz-etanolo direttamente alle superfici matrice mediante un applicatore pennello e quindi irradiato le superfici con luce UV per 2 min. In futuro, questo protocollo deve essere rivalutata per individuare le condizioni ottimali che massimizzano gli effetti del trattamento PMBPAz. Successivamente, l'optimum wavelength di irradiazione UV, l'intervallo di trattamento, e il metodo di rivestimento delle protesi con la soluzione MPC deve essere determinato. In questo studio, abbiamo scoperto che gli effetti del trattamento PMBPAz è durato per almeno 2 settimane, ma non sono state praticate osservazioni a lungo termine, che dovrebbe essere incluso in studi futuri.
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Disclosures
Non abbiamo informativa o sostegno finanziario.
Acknowledgments
Gli autori desiderano ringraziare tutti i partecipanti, dentisti, e assistenti per la loro partecipazione a questo studio. Ringraziamo il professor Hirotaka Kuwata e Assistant Professor Hirobumi Morisaki, Dipartimento di Microbiologia Orale e Immunologia, Showa University School of Dentistry, per il loro sostegno.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Ultrasonic Cleaner | Aiwa Medical Engineering | AU-12C | Clean in distilled water before stain the denture |
| UVP UV Crosslinker DL-1000 | Funakoshi | 95-0174-03 | UV light irradiation for 2 min before use |
| Lightbox S | Suntec | 6542 | capturing in this box after stain the denture |
| Adobe Photoshop CS6 Extended | Adobe | Calucurate and quantify |
References
- Watando, A., et al. Daily oral care and cough reflex sensitivity in elderly nursing home patients. Chest. 126, 1066-1070 (2004).
- 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).
- 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).
- Hosokawa, R. Prosthodontic interventions for special-needs patients. J Prosthodont Res. 58, 69-70 (2014).
- 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).
- Ishihara, K., Ueda, T., Nakabayashi, N. Preparation of phospholipid polylmers and their properties as polymer hydrogel membranes. Polym. J. 22, 355-360 (1990).
- 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).
- 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).
- 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).
- Ishihara, K. Bioinspired phospholipid polymer biomaterials for making high performance artificial organs. Sci. Technol. Adv. Mater. 1 (3), 131-138 (2000).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Ishihara, K., Ueda, T., Nakabayashi, N. Preparation of phospholipid polymers and their properties as polymer hydrogel membranes. Polym. J. 22 (5), 355-360 (1990).
- Coulthwaite, L., Verran, J. Evaluation of in vivo denture plaque assessment methods. Br Dent J. 207 (E12), 282-283 (2009).
- He, D., Susanto, H., Ulbricht, M. Photo-irradiation for preparation, modification and stimulation of polymeric membranes. Prog Polym Sci. 34, 62-98 (2009).
- Nakayama, Y. Surface macromolecular architectural designs using photo-graft copolymerization based on photochemistry of benzyl N,N-diethyldithiocarbamate. Macromolecules. 29, 8622-8630 (1996).
- 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).
