Zum Thema Nanopartikel mit Chitosan gibt es zahlreiche Publikationen die verschiedene Herstellungsarten, Methoden zur Charakterisierung und Anwendungsgebiete erforschen. Im medizinischen Bereich wird besonders an Anwendungen von Chitosan-basierten Nanopartikeln im Bereich des Wirkstofftransports und der -freisetzungen gearbeitet. Mehr Informationen finden Sie in unseren Artikeln mit dem Schwerpunkt Nanopartikel.
Wissenschaftler aus aller Welt haben zu Beginn des Jahres 2014 wieder eine Vielzahl von hochinteressanten Artikeln über Chitosane publiziert. Insgesamt wurden 281 Artikel veröffentlicht, welche neue Einblicke in die Diversität des Biopolymers versprechen. Die erfolgreichsten Nationen im Bereich der Chitosan-Forschung sind erneut China mit 88 Publikationen, USA mit 33 Artikeln und Indien mit 23 Veröffentlichungen.
Zu Beginn des Jahres 2015 wurde eine unglaublich große Anzahl von neuen Publikationen über Chitosan veröffentlicht, was auf ein neues Rekordjahr schließen lässt. Insgesamt wurden 196 Artikel über Chitosan und seine Derivate von Wissenschaftlern aus aller Welt, insbesondere aus China (46 Artikel), Indien (29) und USA (15), veröffentlicht. Die Hauptthemen umfassten Chitosan in Evaluierungsstudien, Nanopartikeln und pharmazeutischen Präparaten.
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Nanokomposite mit antioxidativen Eigenschaften gewinnen zunehmend an Bedeutung in der biomedizinischen und insbesondere in der zahnmedizinischen Forschung. Dabei handelt es sich um Werkstoffkombinationen, die klassische Materialien mit Nanopartikeln vereinen – mit dem Ziel, mechanische, chemische oder biologische Eigenschaften gezielt zu verbessern. [1]
Wie unsere Mundgesundheit profitiert
Zellschäden und oxidativer Stress – ausgelöst durch sogenannte freie Radikale – betreffen auch die Mundhöhle. Antioxidantien wirken diesen schädlichen Molekülen entgegen, indem sie sie neutralisieren, und leisten damit einen wertvollen Beitrag zur Erhaltung der Zahngesundheit.
Ein besonders spannender Wirkstoff in diesem Zusammenhang ist Vitamin K2: Es besitzt entzündungshemmende Eigenschaften und unterstützt den Knochenstoffwechsel. [2] Damit trägt es zur Vorbeugung von Osteoporose und Zahnverlust bei. Zusätzlich gibt es Hinweise darauf, dass Vitamin K2 auch der Gefäßverkalkung entgegenwirkt – ein Aspekt, der sich wiederum positiv auf die allgemeine Mundgesundheit auswirken kann. [3]
Neuere Erkenntnisse deuten zudem darauf hin, dass Vitamin K2 entzündliche Prozesse im Zahnfleisch beeinflussen und über immunregulatorische Mechanismen Entzündungen im Mundraum reduzieren kann [2].
Forschung zu antioxidativen Nanokompositen
In einer aktuellen Studie wurde die antioxidative Wirkung von Nanokompositen untersucht, die aus Hydroxyapatit, Chitosan und Vitamin K2 bestehen. Im Rahmen der Untersuchung wurden vier unterschiedliche Proben analysiert (Vitamin K2, Vitamin K2 kombiniert mit Chitosan, Vitamin K2 kombiniert mit Nano-Hydroxyapatit und Vitamin K2 mit Chitosan und Nano-Hydroxyapatit als vollständiges Nanokomposit). [1]
Die antioxidative Aktivität wurde mithilfe des DPPH-Radikalfängertests gemessen – einem etablierten Verfahren zur Quantifizierung freier Radikale. Das Ergebnis: Die Kombination aus Vitamin K2, Chitosan und Nano-Hydroxyapatit zeigte die höchste antioxidative Wirkung. Dicht gefolgt von der Variante mit Vitamin K2 und Chitosan [1].
Potenzial für die Zahnmedizin
Dank ihrer hohen antioxidativen Kapazität sind solche Nanokomposite vielversprechende Kandidaten für verschiedene zahnmedizinische Einsatzbereiche [4]. Denkbare Anwendungen sind:
• Schutzschichten für Füllungsmaterialien zur Reduktion oxidativer Schäden
• Implantatbeschichtungen zur Förderung der Heilung
• Innovative Mundpflegeprodukte zur Neutralisierung freier Radikale [5]
Die Forschung legt nahe, dass Nanokomposite mit Vitamin K2, Chitosan und Nano-Hydroxyapatit zur gezielten Optimierung zahnmedizinischer Materialien beitragen können. Weitere Studien werden benötigt, um die optimale Zusammensetzung und Anwendung dieser neuartigen Werkstoffe zu bestimmen. [1]
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Mehr als nur antioxidativ: Auch antimikrobiell wirksam
Neben ihren antioxidativen Eigenschaften zeigen Nanokomposite aus Vitamin K2, Chitosan und Nano-Hydroxyapatit auch ein vielversprechendes antimikrobielles Potenzial. In aktuellen Studien konnten diese Materialien das Wachstum klinisch relevanter Mikroorganismen deutlich hemmen. Insbesondere in der Beschichtung von Zahnimplantaten bieten sie damit einen doppelten Vorteil: Sie schützen vor oxidativem Stress und wirken gleichzeitig gegen bakterielle Besiedlung – ein entscheidender Faktor für die langfristige Osseointegration und den Erhalt periimplantärer Gewebe. [6]
Zusammenfassung:
Ein neu entwickelter Nanokomposit aus Vitamin K2, Chitosan u. Nano-Hydroxyapatit zeigt in vitro signifikante antioxidative und antimikrobielle Eigenschaften. Besonders Chitosan trägt wesentlich zur bioaktiven Funktionalität des Materials bei.
Wesentliche Erkenntnisse:
• Höchste antioxidative Aktivität bei der Kombination Vitamin K2 + Chitosan + Nano-Hydroxyapatit
• Deutliche Hemmung mikrobieller Stämme, relevant für die orale Gesundheit
• Chitosan wirkt synergistisch und unterstützt zusätzlich die Osseointegration bei Implantaten
• Eignung für dentalmedizinische Anwendungen wie Implantatbeschichtungen, Füllungsschutz und bioaktive Mundpflege
Quellen
1. Free radical scavenging activity of nano-hydroxyapatite (HA)/chitosan/vitamin K2 for biomedical applications | AIP Conference Proceedings | AIP Publishing, abgerufen am 06.06.2025
2. Vitamin K2 als Mittel gegen Entzündungen? – Biochemie für dein genetisches Maximum, abgerufen am 10.06.2025
3. Torhaus – Ihre Zahnärzte | Warum sind K-Vitamine wichtig für die Zähne, abgerufen am 10.06.2025
4. A Review on Nanocomposite Coatings in Dentistry | Journal of Materials Science, abgerufen am 06.06.2025
5. Use of Antimicrobial Nanoparticles for the Management of Dental Diseases, abgerufen am 06.06.2025
6. Assessment of Antimicrobial Activity of Nanocomposites Based on Nano-Hydroxyapatite (HAP), Chitosan, and Vitamin K2
