Summary

義歯プラーク沈着を阻害するための総義歯の2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンポリマートリートメント

Published: December 26, 2016
doi:

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

オーラルヘルスケアは、物理的に脆弱な高齢者における日和見感染症や誤嚥性肺炎の予防に重要な役割を果たしています。オーラルヘルスケアは、毎食後ブラッシング入れ歯を洗浄し、専門的口腔ケアを受けるからなる、このような疾患1-3の発生率を低下させるのに重要な役割を果たしています。特に、口腔の不衛生が強く、物理的に脆弱な高齢者の誤嚥性肺炎と関連しています。そのため、より多くの注意が自身4によって、その義歯をきれいにする能力が限られている高齢者の口腔ケアに支払われるべきです。

でも先進国では、アクリル、樹脂系のリムーバブル入れ歯の使用は、無歯顎高齢患者5のための最も一般的な治療オプションのまま。それらの高い水吸収能力、微多孔性表面および疎水性の性質を考えると、アクリル義歯塩基は(ポリメチルメタクリレートから構成されるPMMA)を簡単に義歯プラークと呼ばれる、その表面に歯垢を蓄積します。

2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)のポリマーは、6ためにタンパク質吸着および細胞接着7-11に対する高い耐性の著しい抗血栓性及び組織適合性を有することはよく知られている生物医学的ポリマー材料です。 MPCポリマーコーティングは、感染12を防止するために、様々な医療機器に適用され、PMMAの義歯の表面13上の義歯の歯垢の蓄積を防止する可能性があることが示唆されています。 PMMAへのMPCポリマーの臨床応用における課題は、義歯確実PMMAにそれらを結合することで簡単かつ安定的に表面。以前に、MPCポリマーを安定グラフト技術によりPMMAの表面に結合する、プラークの蓄積を阻害する能力を有することが報告されました。しかしながら、グラフト技術は、WHI簡単ではなく、特殊な装置を必要としますchがその臨床応用が困難なことができます。ここでは、光反応性リン脂質ポリマーは、具体的には、光反応性メタクリル酸誘導体が、2-メタクリロイルオキシエチル-4- azidobenzoate(MPAz)は材料の異なる種類の表面修飾の多様性を達成するために-synthesized利用新しいMPCコーティング手順を説明します。 MPAz共重合ポリ得MPCポリマー及びn-ブチルメタクリレート(BMA)であった(MPC-を -BMA- -MPAz)(PMBPAz)。 PMBPAzは、共有紫外線(UV)光照射14の下MPAzにおけるアジド基の活性化を介してのPMMA義歯の表面に結合することができます。手順は、任意の特別な装置を必要とせず、2分以内に臨床医によって完了することができます。我々はまた、臨床設定において、この手順を適用し、取り外し可能な入れ歯のプラーク沈着を阻害する上で、その臨床的有用性と有効性を実証しました。

Protocol

PMBPAzソリューションの調製(図1) 以前に報告された工業用の手順15次のMPCを合成します。 以前に14を説明したように、エタノール中のMPC、BMA、およびMPAzの従来のラジカル重合を用いて、光反応性MPCポリマーPMBPAzを合成します。 注:PMBPAzは、それぞれ、前述のモノマー単位の60%、30%、および10%(モル%)を含むべきです。冷蔵PMBPAzは使用前に0.5重?…

Representative Results

PMBPAz処理は、PMMAのMPCコーティングが簡単かつ短い方法により表面及びMPCポリマーのプラーク抑制効果を維持可能にします。この手順は、任意の特別な装置を必要とせず、2分以内に臨床医によってチェアサイドで行うことができます。プロトコルのステップ2に続いて、11無歯顎患者から取り外し可能な総義歯のPMBPAz処理が成功し、実質的な問題もなく、臨床の現場で?…

Discussion

PMBPAzコーティングのメカニズム

簡単かつ安定的にPMMA表面にMPCポリマーを結合するために挑戦されています。ここでは、フェニルアジド側鎖を有するポリマーが得られ、従来のフリーラジカル重合法を介して他のモノマーと重合フェニルアジド基、MPAzを有する新しい光反応性モノマーを使用します。フェニルアジド基は、共有結合したアルキル基に結合することができる反…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

著者らは、この研究への参加のために参加者、歯科医、およびアシスタントのすべてに感謝したいです。私たちは心から教授弘隆桑田とその支援のための助教授博文森崎、口腔微生物学および免疫学の学部、歯学部の昭和大学を、感謝します。

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

  1. Watando, A., et al. Daily oral care and cough reflex sensitivity in elderly nursing home patients. Chest. 126, 1066-1070 (2004).
  2. 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).
  3. 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).
  4. Hosokawa, R. Prosthodontic interventions for special-needs patients. J Prosthodont Res. 58, 69-70 (2014).
  5. 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).
  6. Ishihara, K., Ueda, T., Nakabayashi, N. Preparation of phospholipid polylmers and their properties as polymer hydrogel membranes. Polym. J. 22, 355-360 (1990).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Ishihara, K. Bioinspired phospholipid polymer biomaterials for making high performance artificial organs. Sci. Technol. Adv. Mater. 1 (3), 131-138 (2000).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. Ishihara, K., Ueda, T., Nakabayashi, N. Preparation of phospholipid polymers and their properties as polymer hydrogel membranes. Polym. J. 22 (5), 355-360 (1990).
  16. Coulthwaite, L., Verran, J. Evaluation of in vivo denture plaque assessment methods. Br Dent J. 207 (E12), 282-283 (2009).
  17. He, D., Susanto, H., Ulbricht, M. Photo-irradiation for preparation, modification and stimulation of polymeric membranes. Prog Polym Sci. 34, 62-98 (2009).
  18. Nakayama, Y. Surface macromolecular architectural designs using photo-graft copolymerization based on photochemistry of benzyl N,N-diethyldithiocarbamate. Macromolecules. 29, 8622-8630 (1996).
  19. 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).
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Cite This Article
Ikeya, K., Fukunishi, M., Iwasa, F., Inoue, Y., Ishihara, K., Baba, K. 2-Methacryloyloxyethyl Phosphorylcholine Polymer Treatment of Complete Dentures to Inhibit Denture Plaque Deposition. J. Vis. Exp. (118), e54965, doi:10.3791/54965 (2016).

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