Publikationen im Juni 2017 - Chitosan-basierte Beschichtung von Zahnimplantaten
Für den erfolgreichen Einsatz eines dentalen Implantates ist die Osseointegration, also eine feste Verbindung der Implantatoberfläche mit der umgebenden Knochensubstanz, wichtig. Um eine beschleunigte und verbesserte Integration zu ermöglichen, ist die Beschichtung von Zahnimplantaten mit Chitosan vielversprechend. Im Folgenden möchten wir zwei Veröffentlichungen vorstellen, die Chitosan-basierte Beschichtungen für dentale Implantate untersucht haben.
Gallium-modifizierte Chitosan/Polyacrylsäure Bilayer Beschichtung für eine verbesserte Leistung von Titan-Implantaten
Gallium-modified chitosan/poly(acrylic acid) bilayer coatings for improved titanium implant performances. Bonifacio M. A., Cometa S., Dicarlo M. et al. Carbohydrate Polymer, 166, 348–357, Juni 2017. doi: 10.1016/j.carbpol.2017.03.009.
Die Hauptgründe für das Versagen von dentalen titanbasierten Implantaten ist eine mikrobielle Kolonialisierung und anschließende Biofilmbildung. Die Forscher aus Italien beschichteten Titanoberflächen mit einer Polyacrylsäure (PAA) mittels Elektropolymerisation und anschließender elektrochemischer Abscheidung von Chitosan-Gallium (Chitosan-Ga). Das Ziel war die Verbesserung der Biokompatibilität und Reduzierung des Infektionsrisikos. Für die Herstellung der Beschichtung wurde Chitosan HCl (DDA 86,4%; Viskosität 4 mPa s, Mw= 60-80 kDa ) von Heppe Medical Chitosan GmbH verwendet. Die PAA/Chitosan-Ga Doppelschichten wurden hinsichtlich ihrer antibakterielle Wirkung sowie Kompatibilität gegenüber humanen osteoblastenähnlichen MG63 Zellen getestet.
ERGEBNISSE in vitro
- Beschichtung schränkte die Flexibilität des Implantatmaterials nicht ein
- Freisetzung von Gallium wirkte antibakteriell (reduzierte E. coli und P. aeruginosa Keimzahl um 2 bzw 3 log cfu/Platte nach 24 Std)
- Biofilmbildung wurde verhindert
- PAA/Chitosan-Ga Beschichtung hatte keinen negativen Einfluss auf die MG63 osteoblastenähnliche Zellen
- Gallium induzierte bmp2 (frühes Markergen der Osteoblasten Differenzierung)
Schlussfolgerung: Das Aufbringen einer Gallium-freisetzenden Chitosan/Polyacrylsäure Beschichtung auf Implantate aus Titan, verhindert die mikrobielle Kolonalisierung ohne dabei die Osseointegration des Implantates zu beeinflussen.
Quelle: www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28385242
Bioaktive restaurative Materialien mit Chitosan und Nanodiamanten für die Zahnheilkunde: Evaluierung und Anwendung.
Towards Bioactive Dental Restorative Materials with Chitosan and Nanodiamonds: Evaluation and Application. S. R. Grobler, V. T. Perchyonok, R. Mulder, D. Moodley. International Journal of Dentistry and Oral Science. 2(9), 147-154, September 2015
Bereits zahlreiche Publikationen zeigten, dass eine Funktionalisierung von dentalen Materialien mit bioaktiven Stoffen positive Effekte hat. Die Forscher aus Südafrika und Australien untersuchten inwiefern bioaktive Substanzen wie Chitosan (87% DDA) und Cyclodextrin in Kombination mit Nanodiamanten dentale Materialien verbessern können. Die Verwendung von Chitosan hat zahlreiche Vorteile, wie Biokompatibilität, biologische Abbaubarkeit und mucoadhäsive Eigenschaften. Im Gegensatz dazu sind Nanodiamanten sehr stabil, steif und hart.
Folgende Kombinationen mit Premise by Kerr (ein zahnmedizinisches Standardmaterial) wurden getestet:
- 10% Nanodiamanten/Premise
- 10% Chitosan/Premise
- 10% Cyclodextrin/Premise
- 10% Chitosan/Nanodiamanten/Premise
- 10% Cyclodextrin/Nanodiamanten/Premise
Die Verbindungen wurden hinsichtlich ihrer Dentin-Haftfestigkeit, der Reduktion des Volumens, der Vickershärte und möglicher Zytotoxizität untersucht.
Ergebnisse
- Verbesserte Scherhaftfestigkeit für Premise mit Nanodiamanten, Chitosan, Cyclodextrin (CD) oder Kombinationen nach 3 Monaten
- Folgende Reihenfolge wurde für die Vickershärte festgestellt: CD<Nanodiamanten<CD Nanodiamanten<Premise<Chitosan Nanodiamanten
- Positive Wirkung von Chitosan auf die Überlebensrate von Maus 3T3 Fibroblastenzellen
- Minimale Zytotoxizität von Nanodiamanten und Chitosan + Nanodiamanten
- Das Volumen schrumpfte weniger für die Verbundstoffe im Vergleich zu Premise allein
Schlussfolgerung: Die Modifizierung von Zahnimplantaten mit Nanodiamanten, Chitosan, Cyclodextrin sowie deren Kombinationen, können positiv auf Scherhaftfestigkeit und die Reduktion des Volumens wirken. Außerdem verbesserte Chitosan die Überlebensrate von Maus 3T3 Fibroblastenzellen.
