2-methacryloyloxyethyl Phosphorylcholine Polymer Behandeling van volledig kunstgebit te remmen Kunstgebit Plaque Deposition
Summary
Removable poly(methyl methacrylate) (PMMA) dentures are prone to bacterial adherence and plaque formation. Denture plaque-associated infection is a source of serious dental and medical complications in the elderly. This paper introduces a novel protocol to treat PMMA dentures with 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine polymer, poly(MPC-co-BMA-co-MPAz), to suppress plaque deposition on PMMA dentures.
Abstract
Removable dentures made of poly (methyl methacrylate) (PMMA) are prone to bacterial adherence and dental plaque formation, which is called denture plaque. Denture plaque-associated infection is a source of serious dental and medical complications in the elderly. 2-Methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC) is a well-known biomedical material that exhibits marked antithrombogenicity and tissue compatibility because of its high resistance to protein adsorption and cell adhesion. Therefore, MPC polymer coatings are suggested to have the potential to inhibit plaque deposition on the surface of PMMA dentures. However, coating MPC polymer on the surface of a PMMA denture is a complex procedure that requires specialized equipment, which is regarded as a major barrier to its clinical application.
Here, we introduce a new MPC polymer treatment procedure that uses poly (MPC-co-BMA-co-MPAz) (PMBPAz) to prevent denture plaque deposition on removable dentures. This procedure enables the MPC coating of PMMA denture surfaces in a simple and stable manner that is resistant to various chemical and mechanical stresses due to the MPC layer of PMBPAz that is covalently bound to the PMMA surface by ultraviolet light irradiation. In addition, the procedure does not require any specialized equipment and can be completed by clinicians within 2 min. We applied this procedure in a clinical setting and demonstrated its clinical utility and efficacy in inhibiting plaque deposition on removable dentures.
Introduction
Mondverzorgingsproducten speelt een belangrijke rol bij het voorkomen van opportunistische infecties en aspiratiepneumonie in lichamelijk kwetsbare ouderen. Mondverzorgingsproducten, bestaande uit poetsen na elke maaltijd, het schoonmaken van kunstgebitten, en het ontvangen van professionele mondzorg, speelt een vitale rol in het verminderen van de incidentie van dergelijke ziekten 1-3. In het bijzonder wordt een slechte mondhygiëne sterk geassocieerd met aspiratiepneumonie in lichamelijk kwetsbare ouderen. Daarom moet meer aandacht worden besteed aan de mondgezondheid zorg voor oudere patiënten, die een beperkte mogelijkheid om hun gebit schoon te maken door zelf 4.
Zelfs in ontwikkelde landen het gebruik van acryl hars gebaseerde kunstgebitten blijft de meest voorkomende behandelingsoptie voor edentate ouderen 5. Gezien hun hoge water absorptiecapaciteit, microporeuze oppervlak en hydrofobe aard, acryl prothese bases opgebouwd uit polymethylmethacrylaat (PMMA) gemakkelijk ophopen tandplak op hun oppervlak, die prothese plaque wordt genoemd.
2-methacryloyloxyethyl fosforylcholine (MPC) polymeren zijn bekend biomedische polymère materialen die 6 opmerkelijke antithrombogenicity en compatibiliteit weefsel vanwege hun hoge weerstand tegen eiwitadsorptie en celadhesie 7-11. MPC polymeer coatings zijn in verschillende medische hulpmiddelen toegepast op besmetting 12 te voorkomen en zijn voorgesteld om het potentieel om gebit plaque accumulatie op PMMA kunstgebit oppervlakken 13 te voorkomen. De uitdaging in de klinische toepassing van MPC polymeren PMMA gebit is betrouwbaar binden ze PMMA oppervlakken op eenvoudige en stabiele wijze. Voorheen werden MPC polymeren gemeld stabiel gebonden PMMA oppervlakken door een enttechniek en potentieel plaqueaccumulatie inhiberen. De enting techniek niet eenvoudig en vereist speciale apparatuur, whilech maakt zijn klinische toepassing uitdagend. Hier beschrijven we een nieuwe MPC coating procedure die gebruik maakt fotoreactieve polymeren fosfolipide-specifiek, een fotoreactieve methacrylaat derivaat, 2-methacryloyloxyethyl-4-azidobenzoaat (MPAz) -synthesized van verschillende oppervlaktemodificaties van verschillende soorten materialen te bereiken. MPAz werd gecopolymeriseerd met MPC polymeren en n-butylmethacrylaat (BMA) verkregen poly (MPC co co -BMA- -MPAz) (PMBPAz). PMBPAz covalent kunnen binden aan de oppervlakken van PMMA kunstgebitten via activatie van het azide groepen MPAz onder ultraviolet (UV) bestraling met licht 14. De procedure vereist geen speciale apparatuur en kan door clinici worden afgerond binnen 2 min. Ook deze procedure gebruikt in een klinische omgeving en toonde de klinische bruikbaarheid en effectiviteit bij het remmen van plaque afzetting op verwijderbare kunstgebitten.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mechanisme van de PMBPAz Coating
Het een uitdaging om MPC polymeren een PMMA Binden op eenvoudige en stabiele wijze. Hier gebruikten we een nieuwe fotoreactieve monomeer waarop een fenylazide groep MPAz die polymeriseert met andere monomeren door een gebruikelijke vrije-radicaalpolymerisatie procedure resulteert in een polymeer met fenylazide zijketens. De fenylazide groepen worden ontleed door UV bestraling nitreen groepen, die zeer reactieve radicale groepen die covalent kunnen binden aan alk…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs willen alle deelnemers, tandartsen en medewerkers bedanken voor hun deelname aan deze studie. Onze oprechte dank Professor Hirotaka Kuwata en assistent-professor Hirobumi Morisaki, Afdeling Orale Microbiologie en Immunologie, Showa University School of Tandheelkunde, voor hun steun.
Materials
| 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 2min 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).
