Introduction
cuidado de la salud oral juega un papel importante en la prevención de infecciones oportunistas y la neumonía por aspiración en los ancianos físicamente vulnerable. Cuidado de la salud oral, que consiste en el cepillado después de cada comida, la limpieza de las dentaduras postizas, y recibir servicios de salud bucal profesional, juega un papel vital en la reducción de la incidencia de estas enfermedades 1-3. En particular, la mala higiene oral está fuertemente asociado con la neumonía por aspiración en los ancianos vulnerables físicamente. Por lo tanto, más atención debe prestarse a la atención de la salud oral de los pacientes de edad avanzada, que tienen una capacidad limitada para limpiar sus dentaduras por sí mismos 4.
Incluso en los países desarrollados, el uso de acrílicos, prótesis dentales removibles con base de resina sigue siendo la opción de tratamiento más común para los pacientes ancianos desdentados 5. Dada su alta capacidad de absorción de agua, superficie microporosa, y la naturaleza hidrofóbica, dentadura a base de acrílico construyen a partir de polimetilmetacrilato (PMMA) se acumulan fácilmente la placa dental en sus superficies, que se llama la placa de la dentadura.
2-metacriloiloxietil fosforilcolina (MPC) polímeros son materiales poliméricos biomédicas conocidas 6 que tienen notable antitrombogenicidad y compatibilidad con los tejidos debido a su alta resistencia a la adsorción de proteínas y la adhesión celular 7-11. Revestimientos de polímero MPC se han aplicado en diversos dispositivos médicos para prevenir la infección 12 y se han sugerido para tener el potencial de prevenir la acumulación de placa en las superficies de la dentadura de prótesis de PMMA 13. El reto en la aplicación clínica de polímeros MPC a PMMA dentaduras es fiable se unen a las superficies de PMMA de una manera sencilla y estable. Anteriormente, se informó de polímeros MPC estar ligado de forma estable a las superficies de PMMA por una técnica de injerto y tener el potencial para inhibir la acumulación de placa. Sin embargo, la técnica de injerto no es simple y requiere un equipo especializado, WHIch hace difícil su aplicación clínica. Aquí, se describe un nuevo procedimiento de recubrimiento MPC que utiliza polímeros específicamente fosfolípidos fotorreactivos, un derivado de metacrilato de fotorreactivo, 2-metacriloiloxietil-4-azidobenzoate (mpaz) -synthesized para llevar a cabo una variedad de modificaciones de la superficie de diferentes tipos de materiales. Mpaz fue co-polimerizado con polímeros MPC y metacrilato de n-butilo (BMA) para producir poli (MPC- co -BMA- co -MPAz) (PMBPAz). PMBPAz puede unirse covalentemente a las superficies de las prótesis de PMMA través de la activación de los grupos azida en mpaz bajo irradiación ultravioleta (UV) 14. El procedimiento no requiere ningún equipo especializado y puede ser completado por los médicos dentro de 2 min. También se aplica este procedimiento en un entorno clínico y demostrado su utilidad clínica y la eficacia en la inhibición de la deposición de placas en las dentaduras removibles.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Preparación de la solución PMBPAz (Figura 1)
- MPC sintetizar siguiendo un procedimiento industrial se informó anteriormente 15.
- Sintetizar el polímero fotorreactivo MPC PMBPAz mediante polimerización por radicales convencional de la MPC, BMA, y mpaz en etanol, como se ha descrito previamente 14.
NOTA: PMBPAz debe contener 60%, 30% y 10% (% en moles) de las unidades monoméricas mencionadas, respectivamente. Refrigerar la PMBPAz disolvió en etanol para preparar una solución 0,5% en peso antes de su uso. - Antes de tratar la superficie PMMA, permita que la solución de etanol PMBPAz en reposo durante 30 min a temperatura ambiente.
Figura 1. Fórmula química estructural del polímero fotorreactivo MPC PMBPAz. PMBPAz se construyó utilizando una unidad de MPC, una unidad de BMA, y una unidad de mpaz./ftp_upload/54965/54965fig1large.jpg "target =" _ blank "> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
2. El tratamiento de un PMBPAz completa de la dentadura PMMA (Figura 2)
- Mecánicamente limpiar la dentadura durante 3 minutos usando un cepillo para dentaduras postizas.
- Químicamente limpiar la dentadura postiza durante 5 minutos en un sonicador de baño de ultrasonidos con un limpiador de dentadura incluyendo hipoclorito de sodio 2,0% y en las siguientes condiciones de sonicación: frecuencia, 50/60 Hz; número de fase, 1φ; y la frecuencia de oscilación, 28 kHz.
- Antes de realizar la modificación superficial con PMBPAz, lavar la superficie de la dentadura por inmersión en etanol. Después del lavado con etanol, dejar que la superficie de la dentadura seco por sí mismo, ya que el etanol es un compuesto volátil.
- Aplicar 1 ml de solución de etanol PMBPAz directamente a toda la superficie de la prótesis usando un aplicador de cepillo. Posteriormente, mantener la prótesis a temperatura ambiente y presión atmosférica durante 10 min para permitir que el disolvente se evapore in una atmósfera de vapor de etanol. Deje que se seque. Repita estos pasos dos veces.
- Irradiar la superficie de la dentadura con luz UV durante 2 min (a 254 nm).
- Sumergir la prótesis tratada PMBPAz en agua destilada durante 5 min antes de su uso.
Figura 2. La fabricación de una superficie modificada utilizando el MPC fotorreactivo polímero PMBPAz. El polímero PMBPAz puede unirse covalentemente a PMMA mediante la aplicación de irradiación UV. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
3. Evaluación de la dentadura placa Deposición
- Utilice la dentadura tratado con PMBPAz en casa durante 2 semanas. Como control, repita el mismo procedimiento, excluyendo el tratamiento con el PMBPAz.
- Después de que un paciente ha utilizado la prótesis durante 2 semanas (utilizado About 12 a 14 horas por día), enjuagarlo con agua del grifo para eliminar las partículas de comida sueltas, y luego teñirla con una solución de azul de metileno revelación 0,25% durante 1 min.
- Limpiar las manchas presentes en la superficie de la dentadura en agua destilada usando un sonicador de baño de ultrasonidos durante 30 seg.
- Capturar imágenes en un ángulo de 90 ° en un asiento de cera con una cámara digital mediante el uso de un sistema de luz blanca. Capturar imágenes con la misma distancia focal objeto, tiempo de exposición, y la intensidad de la iluminación. Capturar imágenes desde 3 direcciones diferentes para conseguir la mucosa, a la derecha, y dejaron imágenes de la superficie pulida.
- Calcular el área manchada y cuantificar usando un software de análisis de imágenes para toda la superficie de la dentadura 16.
- Seleccione el área de prótesis con la función "Lazo magnético" de la imagen capturada de la dentadura. Posteriormente, cambiar el canal de color rojo para resaltar el área de la placa imagen de la zona de la dentadura. Seleccione todas las áreas de la placa utilizando la herramienta "varita mágica" (tolerance nivel 8) y la función "seleccionar similares" de la zona de la dentadura.
- Contar el número total de píxeles de cada imagen. A partir de entonces, el cálculo del índice de placa porcentaje del área cubierta en la prótesis de la cantidad de píxeles de estas imágenes (un total de píxeles de placa / pixeles prótesis de superficie total). Evaluar las diferencias estadísticas entre las zonas manchadas en las dentaduras tratadas y sin tratar PMBPAz (ANOVA, p <0,05).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
tratamiento PMBPAz permite el recubrimiento MPC de PMMA superficies a través de un método simple y corto y mantiene el efecto de inhibición de placa del polímero MPC. Este procedimiento no requiere ningún equipo especializado y se puede realizar el sillón por los médicos dentro de 2 min. Siguiendo el protocolo paso 2, el tratamiento PMBPAz de prótesis completas removibles de 11 pacientes desdentados se llevó a cabo con éxito en un entorno clínico sin problemas sustanciales. La media de los índices de porcentaje de placa en las superficies de la mucosa y pulido de la prótesis de control fueron 40.7% ± 19.9% y 28.0% ± 16.8%, respectivamente, mientras que las de las dentaduras tratadas con PMBPAz eran 17,4% ± 12,0% y 15,0% ± 9,9%, respectivamente. El tratamiento de las superficies de la dentadura PMBPAz PMMA inhibió significativamente la deposición de la placa de la dentadura durante al menos 2 semanas (n = 11, p <0,05; Figura 3A, 3B y 3C). 
Figura 3. Evaluación de la deposición de la placa en las dentaduras completas maxilares después de su uso en los pacientes durante 2 semanas. (A) El área total de la dentadura de la superficie de la mucosa después de la tinción y digitalización (izquierda: no se trata, la derecha: PMBPAz-tratado) y el área de la placa de la superficie de la mucosa después de la selección. La inspección visual de las imágenes de la dentadura de control reveló que la placa manchada se concentró en las áreas correspondientes a las superficies de la mucosa de la cresta alveolar y que las áreas de placa teñidas se consistente y disminuyó notablemente por tratamiento PMBPAz. (B) El área total de la dentadura de las superficies pulidas después de la tinción y digitalización (izquierda: no se trata, la derecha: PMBPAz tratados) y la zona de la placa de las superficies pulidas después de la selección. La inspección visual de las imágenes de la dentadura de control reveló que el Plaq manchadoue se concentró en las áreas correspondientes a las regiones papila interdental de las superficies pulidas y que las áreas de placa teñidas se consistente y disminuyó notablemente por tratamiento PMBPAz. (C) La media de los píxeles porcentaje placa en la mucosa y las superficies pulidas de prótesis dentales no tratados y tratados con PMBPAz. El tratamiento PMBPAz de la mucosa y las superficies pulidas inhibió significativamente la deposición de la placa de la dentadura. Los datos muestran la media ± desviación estándar. (N = 11, p <0,05). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Mecanismo de la PMBPAz Revestimiento
Es un reto para unir polímeros MPC a una superficie de PMMA de una manera sencilla y estable. Aquí, se utilizó un nuevo monómero fotorreactivo que lleva un grupo fenilazida, mpaz, que se polimeriza con otros monómeros a través de un procedimiento de polimerización por radicales libres convencional, dando como resultado un polímero con cadenas laterales fenilazida. Los grupos fenilazida se descomponen por la irradiación UV para formar grupos nitreno, que son grupos radicales altamente reactivos que se pueden unir covalentemente a grupos alquilo. Así, los polímeros a base de MPC que contienen unidades mpaz se pueden unir a las superficies de varios materiales por irradiación UV. Las ventajas de recubrimiento PMBPAz incluyen un corto tiempo de reacción y la conversión de la reacción eficiente. Además, fotoirradiación no tiene ningún efecto adverso significativo sobre las propiedades del material de la superficie de los materiales cuando se utiliza en longitudes de onda apropiadas 17,18.
PMBPAz Recubrimiento Proprocedimiento
Anteriormente, se informó de que la capa de modificación de la superficie formada en una superficie de PMMA por la técnica de injerto MPC-polímero era resistente a la tensión mecánica 19. Sin embargo, la aplicación clínica de esta técnica puede no ser posible debido a su complejidad técnica porque el procedimiento incluye varias etapas y el rendimiento de polimerización es baja. Por otra parte, se requiere un equipo experimental altamente especializada, que está disponible actualmente en la práctica clínica 19.
En este contexto, como una alternativa eficaz, el procedimiento de revestimiento PMBPAz sólo se requiere la prótesis que va a pintar y se expusieron y por lo tanto podrían ser completado dentro de 2 min en un entorno clínico. El único equipo adicional necesario es una unidad de irradiación UV, la cual es fácil de operar y también es barato. Estas características del procedimiento de tratamiento PMBPAz se describe en este documento permiten la fácil aplicación de la capa de MPCING en entornos clínicos.
Eficacia
La placa dental, que se adhiere a las superficies de la dentadura, se visualizó por tinción con azul de metileno. El área de superficie irregular de una dentadura que no ha sido pulido es propenso a la acumulación de placa de la dentadura; tales superficies son difíciles para los pacientes para limpiar a fondo, como se demuestra por la tinción de la superficie de la dentadura (Figura 3). Sin embargo, el tratamiento de las superficies de la dentadura PMBPAz PMMA controló la formación de biofilm después de su uso clínico durante 2 semanas. Esto sugiere que el método de revestimiento MPC introducido en este estudio es durable y resistente al uso clínico de las prótesis dentales durante al menos 2 semanas.
Conclusión y preguntas pendientes
El protocolo descrito en este documento para el tratamiento de las superficies de la dentadura PMBPAz PMMA es factible en el ámbito clínico y efectivamente inhibe la deposición de placas prótesis. Por lo tanto, tiene la potential para mejorar la higiene de la dentadura en los ancianos. Este método tiene una clara ventaja sobre los procedimientos de limpieza para dentaduras postizas convencionales, ya que tiene por objeto prevenir la acumulación de placa dental. En general, la mayoría de las estrategias para mejorar la higiene de la dentadura están asociados con complejidad técnica porque se dirigen a la eliminación de la placa ya adherido a las superficies de prótesis mediante el uso de cepillado mecánico junto con agentes de limpieza para dentaduras postizas. El presente método puede ser particularmente útil en centros de salud a largo plazo y para las personas que no son capaces de cuidar de sus prótesis, tales como los que sufren de hemiparesia tras el ataque.
Se aplicaron dos veces a la solución PMBPAz-etanol directamente a las superficies de la matriz usando un aplicador de pincel y luego se irradió la superficie con luz UV durante 2 min. En el futuro, este protocolo tiene que ser re-evaluado para identificar las condiciones óptimas que maximicen los efectos del tratamiento PMBPAz. Posteriormente, el óptimo wavelength de la irradiación UV, el intervalo de tratamiento, y el método de revestimiento de la prótesis con la solución MPC también debe ser determinado. En este estudio, se encontró que los efectos del tratamiento PMBPAz se prolongó durante al menos 2 semanas, pero no se realizaron observaciones a largo plazo, que debería incluirse en futuros estudios.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
No tenemos ninguna comunicación o apoyo financiero.
Acknowledgments
Los autores desean agradecer a todos los participantes, dentistas y asistentes por su participación en este estudio. Estamos sinceramente las gracias al profesor Hirotaka Kuwata y Profesor Adjunto Hirobumi Morisaki, Departamento de Microbiología Oral e Inmunología, Facultad de Odontología de la Universidad de Showa, por su apoyo.
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).
