Über den Autor
Co-Autoren
S. Schäfer 1, J.P. Schmidt 2, T. Beikler 3, U. Peters 3, F. Aavani 4, A. Delle Coste 4, S. Fuest 4, A. Kopp 5, M. Gosau 6, R. Smeets 4,6 - 1 Devision of Plastic, Reconstructive, and Oral Surgery, Children‘s Hospital of Philadelphia, Philadelphia, USA 2 Fachpraxis für Kieferorthopädie Dr. Scharenberg & Schmidt, Bad Segeberg 3 Poliklinik für Parodontologie, Präventive Zahnmedizin und Zahnerhaltung, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf; 4 Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer und Gesichtschirurgie, Sektion für Regenerative Orofaziale Medizin, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf; 5 Meotec GmbH & Co, KG, Aachen; 6 Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer und Gesichtschirurgie, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf
Ein "neuer" Weg in der PA / Periimplantitistherapie ? Antibakteriell beladene resorbierbare Magnesiumdrähte
Thema
Einleitung
Die In Deutschland werden jährlich ca. 880.000 - 1.000.000 Zahnimplantate eingesetzt. Nichtsdestotrotz steigt gleichzeitig die Zahl an periimplantärenEntzündungsreaktionen. Der Literatur nach entzünden sich bis zu 56% der Zahnimplantate im Zeitraum von fünf bis acht Jahren nach der Implantatinsertion. Diese Wundinfektionen müssen aufwändig therapiert werden, je nach Infektionsgradstehen die Dekontamination von Implantatoberflächen, Knochenagmentationund bei schwereren Fällen zusätzlich eine Bindegewebs- oder Schleimhauttransplantation zur Verbesserung der parodontalen, periimplantären Verhältnisse zur Verfügung. Als ultima ratio bleibt häufig nur die Explantation und Neuversorgung des Implantats. Um die primäre Entstehung einer perimukosalen Wundinfektionen zu verhindern, bedarf es der Entwicklung antibakterieller Biomaterialen für den Einsatz in den periimplantären Sulcus. Das Ziel dieser Studie war die Entwicklung eines mit Silberionen (Ag-Ionen) beladenen Magnesium-Drahts zur Applikation in der zahnärztlichen Implantologie (1-4).
Material & Methoden
Hierzu wurden PEO-oberflächenmodifizierte Magnesiumdrähte (Abb. 2B) mit antibakteriell wirksamen Ag-Ionen beladen und mit verschiedenen Legierungen ungeladener Magnesiumdrähte (Mg-Yttrium, Mg-WE43 und Mg-pure) verglichen. Die Oberflächenstruktur der Proben wurde mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) sichtbar gemacht. Die antibakterielle Testung erfolgte mittels colony-forming-unitAnalyse (CFU) und quantitative real-time PCR (qrt-PCR) an oralen Bakterienstämmen (S. mitis, A. naeslundii, F. nucleatum und P. gingivalis) (Tabelle 1). Die Biokompatibilität der Magnesiumdrähte wurde anhand des Live/Dead Assays an L929 Fibroblasten und MC3T3 Präosteoblasten als Modell-Zelllinien für Weich- und Hartgewebe bewertet.
Ergebnisse
Die Ergebnisse dieser Studie bestätigen, dass silberbeladene Magnesiumdrähte signifikante antibakterielle Eigenschaften aufweisen (Abb. 1 - 2), was ihre mögliche Verwendung in der medizinischen Forschung und Praxis unterstreicht.
Allerdings, trotz der hohen antibakteriellen Aktivität, zeigte sich bei den silberbeladenen Magnesiumdrähten (Mg-Ag) sowie den reinen Magnesiumdrähten (Mg-pure) eine eingeschränkte Zytokompatibilität sowohl für L929 Fibroblasten als auch für MC3T3Präosteoblasten (Abb. 3 und 4).
Bildergalerie (12)
Literatur:
1. Safari N, Golafshan N, Kharaziha M, Reza Toroghinejad M, Utomo L, Malda J, Castilho M. Stable and Antibacterial Magnesium-Graphene Nanocomposite-Based Implants for Bone Repair. ACS Biomater Sci Eng. 2020 Nov 9;6(11):6253-6262. doi: 10.1021/acsbiomaterials.0c00613. Epub 2020 Oct 16. PMID: 33449672.
2. Smeets R, Henningsen A, Jung O, Heiland M, Hammächer C, Stein JM. Definition, etiology, prevention and treatment of peri-implantitis - a review. Head Face Med. 2014 Sep 3;10:34.
3. Tie D, Feyerabend F, Müller WD, Schade R, Liefeith K, Kainer KU, Willumeit R. Antibacterial biodegradable Mg-Ag alloys. Eur Cell Mater. 2013 Jun 16;25:284-98; discussion 298. doi: 10.22203/ecm.v025a20. PMID: 23771512.
4. Zhang E, Zhao X, Hu J, Wang R, Fu S, Qin G. Antibacterial metals and alloys for potential biomedical implants. Bioact Mater. 2021 Feb 8;6(8):2569-2612. doi: 10.1016/j.bioactmat.2021.01.030. PMID: 33615045; PMCID: PMC7876544.
Zusammenfassung:
Schlußfolgerung
Die Ergebnisse dieser Studie unterstreichen, dass silberbeladene Magnesiumdrähte eine antibakterielle Wirkung erzielt werden konnte. Dies macht sie zu potentiellen Kandidaten für den Einsatz in der Periimplantitistherapie. Die Anwendung solcher optimierter Drähte im periimplantären Sulcus könnte potenziell das Risiko von Implantatinfektionenminimieren und die Langzeitstabilität von Implantaten verbessern. Es bedarf weiterer Forschung, um Methoden zur Verbesserung der Zytokompatibilität dieser Materialien zu erarbeiten.
Wir danken der Fa. Meotec GmbH für die Bereitstellung der Mg-Drähte.