2-Metakryloyloksyetylsuccinat phosphorylcholine Polymer Behandling av Komplett Proteser å hemme protese avleiring

Introduction

Oral helsetjenester spiller en viktig rolle i forebygging av opportunistiske infeksjoner og lungebetennelse i fysisk sårbare eldre. Oral helse, som består av børsting etter hvert måltid, rengjøring proteser, og motta profesjonell oral helse, spiller en viktig rolle i å redusere forekomsten av slike sykdommer ^1-3. Spesielt er dårlig oral hygiene sterkt assosiert med lungebetennelse i fysisk sårbar eldre. Derfor bør mer oppmerksomhet rettes mot oral helse omsorg for eldre pasienter, som har begrenset evne til å rense sine proteser av seg selv ^4.

Selv i utviklede land, bruk av akryl, harpiks-baserte avtakbare proteser er fortsatt den vanligste behandlingsalternativ for tannløse eldre pasienter ^5. På grunn av deres høye vannabsorpsjonsevne, mikroporøs overflate, og hydrofobe natur, akryl protese baser konstruert av polymetylmetakrylat (PMMA) lett samle plakk på overflaten, som kalles gebiss plakett.

2-metakryloyloksyetylkarbonat fosforylcholin (MPC) polymerer er velkjente biomedisinske polymermaterialer ⁶ som har bemerkelsesverdig antitrombotiske og kompatibilitet vev på grunn av deres høye motstand mot protein adsorpsjon og celleadhesjon ^7-11. MPC polymer belegg har blitt brukt i ulike medisinske enheter for å hindre smitte ¹² og har blitt foreslått å ha potensial til å forebygge protese plakkakkumulering på PMMA gebiss overflater ^13. Utfordringen i klinisk anvendelse av MPC polymerer til PMMA Proteser er å pålitelig binde dem til PMMA flater på en enkel og stabil måte. Tidligere ble MPC polymerer rapportert å være stabilt bundet til PMMA-overflater ved en pode teknikk, og for å ha potensial til å hemme plakkakkumulering. Imidlertid er podingen teknikk ikke enkel og krever spesialisert utstyr, WHIch gjør sin klinisk anvendelse utfordrende. Her beskriver vi en ny MPC belegg prosedyre som benytter fotoreaktive polymerer fosfolipid-spesifikt, en fotoreaktiv metakrylat-derivat, 2-metakryloyloksyetylkarbonat-4-azidobenzoat (MPAz) -synthesized for å oppnå en rekke forskjellige overflatemodifiseringer av ulike typer materialer. MPAz var co-polymerisert med MPC polymerer og n-butylmetakrylat (BMA) for å gi poly (MPC- co -BMA- co -MPAz) (PMBPAz). PMBPAz kan kovalent bindes til overflatene av PMMA proteser via aktivering av azidet gruppene i MPAz under ultrafiolett lys (UV) bestråling ^14. Prosedyren krever ingen spesialutstyr og kan gjennomføres av klinikere innen 2 min. Vi har også brukt denne prosedyren i en klinisk setting og demonstrert sin kliniske nytteverdi og effekt i å hemme avleiring på flyttbare proteser.

Protocol

1. Fremstilling av PMBPAz løsning (Figur 1)

1. Syntetisere MPC etter en tidligere rapportert industriell prosedyre ^15.
2. Syntetisere det fotoreaktive MPC polymeren PMBPAz ved anvendelse av konvensjonell radikalpolymerisering av MPC, BMA, og MPAz i etanol, som tidligere beskrevet ^14.
   MERK: PMBPAz bør inneholde 60%, 30% og 10% (mol%) av de nevnte monomerenheter, henholdsvis. Kjøle PMBPAz oppløst i etanol for å fremstille en 0,5 vekt% oppløsning før bruk.
3. Før behandling av PMMA-overflaten, tillate PMBPAz etanoloppløsningen til å stå i 30 min ved romtemperatur.

Figur 1. Kjemisk strukturformel av det fotoreaktive MPC polymeren PMBPAz. PMBPAz ble konstruert ved hjelp av en MPC enhet, en BMA enhet, og en MPAz enhet./ftp_upload/54965/54965fig1large.jpg "target =" _ blank "> Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

2. PMBPAz Behandling av en komplett PMMA protese (figur 2)

1. Mekanisk rengjøring av protesen i 3 minutter ved anvendelse av en protese børste.
2. Kjemisk rengjøring av protesen i 5 min i et ultrasonisk bad-sonikator med en protese renere inkluderer 2,0% natrium-hypokloritt, og under de følgende betingelser sonikering: frekvens, 50/60 Hz; fase nummer, 1φ; og oscillerende frekvens, 28 kHz.
3. Før du utfører overflaten modifisering med PMBPAz, vaske protesen overflaten ved nedsenking i etanol. Etter at etanolen vask, la protesen overflate tørr av seg selv, som etanol er en flyktig forbindelse.
4. Anvende 1 ml av PMBPAz etanolløsning direkte til hele overflaten av protesen ved hjelp av en børste applikator. Deretter holde protesen ved romtemperatur og atmosfæretrykk i 10 min for å tillate oppløsningsmidlet å fordampe in en etanoldamp atmosfære. La den tørke. Gjenta disse trinnene to ganger.
5. Bestråle gebiss overflaten med UV-lys i 2 minutter (ved 254 nm).
6. Senkes ned PMBPAz-behandlede protese i destillert vann i 5 minutter før bruk.

Figur 2. Fabrikasjon av en overflate endres ved hjelp av fotoreaktive MPC polymer PMBPAz. Den PMBPAz polymer kan kovalent binde seg til PMMA ved å bruke UV-bestråling. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

3. Evaluering av protese avleiring

1. Bruk PMBPAz behandlede protese hjemme i 2 uker. Som en kontroll, gjentar samme prosedyre, med unntak av behandling med PMBPAz.
2. Etter at en pasient har brukt protesen på 2 uker (brukt About 12 til 14 timer per dag), skyll den med vann fra springen for å fjerne alle løse matrester, og deretter flekken med en 0,25% metylenblått fremlegg løsning i 1 min.
3. Rengjør eventuelle flekker stede på protesen overflaten i destillert vann ved hjelp av et ultralydbad ultralyd i 30 sek.
4. Ta bilder på en 90 ° vinkel på en voks sete med et digitalt kamera ved hjelp av et hvitt lys system. Ta bilder med samme brennvidde objekt avstand, eksponeringstid og intensitet av belysning. Ta bilder fra 3 forskjellige retninger for å få slimhinnene, høyre og venstre polerte overflaten bilder.
5. Beregn fargede området og kvantifisere den ved hjelp av en bildeanalyse programvare for hele gebiss overflaten ^16.
   1. Velg protese området ved hjelp av "magnetisk lasso" verktøyet fra fanget protese bildet. Deretter endrer den rød-farget kanal for å markere plakett området fra gebiss området bildet. Velg alle plakk områder med "tryllestav" -verktøyet (tolerance nivå 8) og "velg lignende" verktøy fra gebiss området.
   2. Telle det totale antall piksler for hvert bilde. Deretter beregne prosent plakett indeks av området dekket på protesen fra pikselantallet av disse bildene (totalt plakk piksler / total protese overflate piksler). Evaluere de statistiske forskjeller mellom de fargede områdene på PMBPAz-behandlede og ubehandlede gebiss (ANOVA, p <0,05).

Representative Results

PMBPAz behandling muliggjør MPC belegg av PMMA overflater gjennom en enkel og kort fremgangsmåte og opprettholder den plakkinhibisjon effekten av MPC polymer. Denne fremgangsmåten krever ikke noe spesialutstyr og kan utføres stol side av klinikere innen 2 min. Følgende protokoll trinn 2, ble PMBPAz behandling av flyttbare fullstendige tannproteser fra 11 tannløse pasienter med hell utført i et klinisk miljø uten noen vesentlige problemer. De gjennomsnittlige prosentvise plakk indekser på de mucosale og polerte overflater av styretannproteser var 40,7% ± 19,9% og 28,0% ± 16,8%, henholdsvis, mens de av PMBPAz-behandlede proteser var 17,4% ± 12,0% og 15,0% ± 9,9%, henholdsvis. Den PMBPAz behandling av PMMA-protese flater inhiberte signifikant avsetningen av gebiss plakk i minst 2 uker (n = 11, p <0,05; figur 3A, 3B og 3C).
Figur 3. Vurdering av avleiring på overkjevens komplette proteser etter bruk hos pasienter i 2 uker. (A) Det totale gebiss areal på slimhinneoverflaten etter farging og digitalisering (venstre: ubehandlet, høyre: PMBPAz-behandlede) og det plakk område av slimhinnen etter valg. Visuell inspeksjon av kontroll protese bildene viste at den beisede plakk ble konsentrert til de områder som tilsvarer de mucosale overflater av gommebuen, og at de fargede områdene plakk var konsekvent og vesentlig redusert med PMBPAz behandling. (B) Totalt gebiss område av polerte overflater etter farging og digitalisering (venstre: ubehandlet, høyre: PMBPAz behandlet) og plakk område av polerte overflater etter valget. Visuell inspeksjon av kontroll protese bildene viste at den flekkete plaque ble konsentrert i områder som tilsvarer de interdentale papilla regioner av polerte overflater og at farget plakk områdene var konsekvent og markant redusert med PMBPAz behandling. (C) De gjennomsnittlige prosent plakk piksler på slimhinne og polerte overflater av ubehandlede og behandlede PMBPAz-proteser. Den PMBPAz behandling av slimhinne og polerte overflater inhiberte signifikant avsetningen av gebiss plakk. Dataene viser gjennomsnitt ± standard avvik. (N = 11, p <0,05). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Discussion

Mekanismen av PMBPAz Coating

Det er utfordrende å binde MPC polymerer til en PMMA overflate på en enkel og stabil måte. Her har vi brukt en ny fotoreaktiv monomer som bærer en fenylazid gruppe, MPAz, som polymeriserer med andre monomerer gjennom en konvensjonell fri-radikal-polymerisasjon prosedyre, noe som resulterer i en polymer med fenylazid sidekjeder. De fenylazid gruppene blir dekomponert ved UV-bestråling for å danne nitrene grupper, som er svært reaktive radikale grupper som kan kovalent bindes til alkyl- grupper. Således kan MPC-baserte polymerer som inneholder enheter MPAz være bundet til overflatene av forskjellige materialer ved hjelp av UV-bestråling. Fordelene med PMBPAz belegget omfatter en kort reaksjonstid og effektiv reaksjon konvertering. I tillegg vil fotobestråling ikke har noen uønsket effekt på bulkegenskapene til overflaten av materialer når de anvendes på passende bølgelengder ^17,18.

PMBPAz Coating Promåten

Tidligere rapporterte vi at overflatemodifikasjon lag dannet på en overflate av PMMA MPC-polymeren pode teknikk var motstandsdyktig mot mekanisk belastning ^19. Imidlertid kan den kliniske anvendelse av denne teknikken ikke være mulig på grunn av den tekniske kompleksitet fordi fremgangsmåten innbefatter flere trinn og polymeriseringen effektiviteten er lav. Dessuten krever det svært spesialisert eksperimentelt utstyr, som nå er tilgjengelig i kliniske settinger ^19.

På bakgrunn av dette som et effektivt alternativ, det PMBPAz belegg prosedyren kun nødvendig proteser som skal males og utsatt, og kan dermed være ferdig innen 2 min i en klinisk setting. Den eneste ekstra utstyr som kreves er en UV-bestrålingsenhet, som er lett å betjene og er også billig. Disse kjennetegn ved PMBPAz behandling prosedyre som er beskrevet i denne artikkelen gi rom for den lettere påføring av MPC beleggeing i kliniske settinger.

effektivitet

Dental plakk, som kleber til overflater protese, ble visualisert ved farging med metylenblått. Den ujevne overflaten av en protese som ikke har blitt polert er utsatt for tannprotese plakkakkumulering; slike overflater er vanskelig for pasientene å vaske grundig, som demonstrert ved farging av protesen flaten (figur 3). Imidlertid PMBPAz behandling av PMMA-protese flater kontrollert dannelse av biofilm etter klinisk bruk på 2 uker. Dette tyder på at MPC belegningsmetode innført i denne studien er holdbar og motstandsdyktig mot den kliniske bruken av proteser i minst 2 uker.

Konklusjon og dvelende spørsmål

Protokollen er beskrevet i denne artikkelen for PMBPAz behandling av PMMA protese overflater er gjennomførbart i kliniske settinger og hemmer effektivt protese avleiring. Derfor har det potential for å forbedre protese hygiene hos eldre. Denne metoden har en klar fordel over konvensjonelle protese rengjøring prosedyrer fordi det tar sikte på å forebygge protese plakkakkumulering. Generelt, blir et flertall av strategier for å forbedre tannprotese hygiene forbundet med teknisk kompleksitet fordi de løse fjerning av plaque som allerede er festet til protese overflater ved bruk av mekanisk børsting sammen med gebiss rengjøringsmidler. Den nåværende metoden kan være spesielt nyttig i langsiktige helseinstitusjoner og for personer som ikke er i stand til å ta vare på sine proteser, slik som de som lider av post-takts hemiparese.

Vi to ganger påført et PMBPAz-etanolløsning direkte til protese overflater ved hjelp av en børste applikator og deretter bestrålt overflatene med UV-lys i to min. I fremtiden må denne protokollen skal revurderes å identifisere de optimale forhold som maksimerer effekten av PMBPAz behandling. Deretter ble den optimale wavelength av UV-bestråling, behandling intervall, og fremgangsmåten for belegging av tannproteser med MPC-oppløsningen bør også bestemmes. I denne studien fant vi at effektene av PMBPAz behandling varte i minst 2 uker, men ingen langsiktige observasjoner ble gjennomført, noe som bør inkluderes i fremtidige studier.

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