Zahnimplantat mit langsam freisetzendem Medikamentenreservoir reduziert das Infektionsrisiko

Wissenschaftler haben ein Zahnimplantat entwickelt, das ein Reservoir für die langsame Freisetzung von Medikamenten enthält. Labortests, bei denen das Reservoir langsam einen starken antimikrobiellen Wirkstoff freisetzte, zeigten, dass das neue Implantat bakterielle Biofilme verhindern und beseitigen kann - eine Hauptursache für Infektionen, die mit Zahnimplantaten verbunden sind.
Forscher haben ein Zahnimplantat mit einem eingebauten Reservoir für die langsame Freisetzung von Medikamenten entwickelt. Dieses Schema zeigt es integriert in den Kieferknochen und mit einer Krone auf dem Zahn.
Bildnachweis: Kaat De Cremer, KU Leuven

Die Forscher aus verschiedenen Abteilungen der belgischen KU Leuven beschreiben in einem in der Fachzeitschrift veröffentlichten Artikel, wie sie das Implantat entworfen und getestet haben Europäische Zellen und Materialien.

Leitende Autorin Dr. Kaat De Cremer vom Zentrum für Mikrobielle und Pflanzengenetik an der KU Leuven erklärt, dass das Reservoir im Implantat durch Entfernen der Verschlussschraube gefüllt werden kann. Sie fügt hinzu:

"Das Implantat besteht aus einem porösen Kompositmaterial, so dass die Medikamente nach und nach vom Reservoir zur Außenseite des Implantats diffundieren, das in direktem Kontakt mit den Knochenzellen steht. Dadurch können die Bakterien keinen Biofilm mehr bilden. "

Im Allgemeinen haben Bakterien zwei Lebensformen. In einem, dem Plankton-Zustand, existieren sie als einzelne, unabhängige Zellen, und in der anderen aggregieren sie in einer schlammumschlossenen Masse, einem so genannten Biofilm.

Biofilme sind bekanntlich hartnäckig und schwer zu behandeln, und wenn sie chronisch werden, sind sie extrem resistent gegen Antibiotika.

Mundinfektionen werden oft als Hauptgrund genannt, warum Zahnimplantate versagen. Dies hat dazu geführt, dass auf der Suche nach Möglichkeiten zum Schutz vor Infektionen gesucht wurde - zum Beispiel durch die Entwicklung einer antimikrobiellen Beschichtung für das Implantat.

Implantat verhindert und beseitigt Biofilme

In ihrer Studie weisen die Forscher darauf hin, dass Implantatentwickler zunehmend Materialien mit rauen Oberflächen einsetzen, weil sie die Kontaktfläche vergrößern - und so die Verankerung mit Knochenzellen und die Integration in den Knochen verbessern. Eine größere Oberfläche erhöht jedoch auch das Risiko der Biofilmentwicklung.

Das neue Implantat besteht aus einer siliziumbasierten "Diffusionsbarriere", die in eine poröse, tragende Titanstruktur integriert ist.

Die Forscher unterzogen das Implantat verschiedenen Labortests, bei denen sie das Reservoir mit Chlorhexidin füllten, einem starken antimikrobiellen Mittel, das häufig als Mundspülung oder Mundwasser verwendet wird.

Tests zeigten, dass das mit Chlorhexidin gefüllte Implantat aufhörte Streptococcus mutans - ein gewöhnliches Mundbakterium, das Zähne angreift - um Biofilme zu bilden. Es beseitigte auch Biofilme, die auf dem Implantat gezüchtet wurden, bevor das Reservoir geladen wurde.

Forscher sagen, dass die Ergebnisse beweisen, dass das Implantat Biofilme sowohl verhindern als auch beseitigen kann, und möglicherweise Infektionen in Patienten verhindern und heilen kann.

Implantatdesign für eine personalisierte Behandlung

In einer Diskussion mit Reviewern, die das Studienpapier begleitet, weisen die Autoren darauf hin, dass ihre Arbeit ein "Proof of Principle" ist, das auf Tests im Labor basiert. Weitere Forschung sollte jetzt durchgeführt werden, um zu zeigen, dass die Implantate bei Patienten wirksam sind.

Dabei müssen verschiedene Aspekte berücksichtigt werden, beispielsweise, ob das neue Material die mechanischen Anforderungen von Zahnimplantaten erfüllt und ob die Gefahr besteht, dass Proteine ??und Verkalkungen die Poren verstopfen.

Das Team merkt außerdem an, dass das Design des Titan-Silizium-Komposit-Implantats für eine personalisierte Behandlung geeignet ist. Abhängig vom individuellen Bedarf des Patienten können verschiedene Medikamente in den internen Behälter geladen werden.

Die Autoren kommen zu folgendem Schluss:

"Diese Studie konzentriert sich auf Zahnimplantatanwendungen, aber das Konzept könnte im Prinzip auf jedes perkutane Implantat übertragen werden, das ein internes Reservoir, wie perkutane Fixierungsvorrichtungen, enthalten kann, solange dies die mechanische Festigkeit einer solchen Belastung nicht beeinträchtigt. Lagervorrichtungen. "

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