Auswirkungen von Beschichtungen auf die Oberflächenstruktur und Keimbesiedlung von Silikonen

• Main Author: Kutz, Alexander Florian
• Format: Doctoral Thesis
• Language: deu
• Published: 2005
• Subjects: ddc:610
• Online Access: https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/frontdoor/index/index/docId/1343; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15494; https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15494; https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/files/1343/Dissertation.pdf

Der bakterielle Bewuchs auf inkorporierten Silikonkörpern ist seit Einführung des Werkstoffs Silikon in die Mund-, Kiefer- und Gesichtsprothetik ein erhebliches Problem, das nicht nur die Haltbarkeit der Silikonkörper herabsetzt, sondern auch die Lebensqualität und die Gesundheit der Patienten vermindert. Alternativen zum Werkstoff Silikon sind heutzutage das Methacrylat und Titan, die jedoch nicht die Vorteile des Silikons aufweisen. Um Silikone in der Mund-, Kiefer- und Gesichtsprothetik einsetzen zu können, bedarf es seitens des Patienten eines großen Pflegeaufwands, der eine zu schnelle Verkeimung des Silikonkörpers und eine damit verbundene Unbrauchbarkeit verhindern soll. Durch eine geeignete Oberflächenmodifikationen, einer amphoteren Oberflächenbeschichtung, kann dieser Verkeimung entgegengewirkt werden. Die Wirksamkeit der bakteriellen Reduktion dieser Modifikation wurde in einer vergleichenden in vitro Untersuchung mit fünf Bakterienstämmen (Staphylococcus epidermidis, Klebsiella pneumonia, unpathogene Neisserien, Escherichia coli und Streptococcus salivarius) und fünf Silikonen (Episil-E, Obturasil 40, Odontosil 40, VS-D-151/1 und Elastosil RT625A) erforscht. Insgesamt wurden über 800 Proben untersucht. Die Silikonprobekörper wurden in zwei Gruppen aufgeteilt. Eine davon wurde mittels eines nass-chemischen Verfahrens amphoter beschichtet. Die andere diente als Referenz. Die Analyse erfolgte auf zwei Wegen: Nach Inkubation von je vier beschichteten und vier unbeschichteten Probekörpern mit einer Bakterien-Monokultur schloss sich die mikrobiologische Auswertung im klassischen Stil an. Die auf den Probekörpern adhärenten Bakterien wurden entfernt, nach einer Verdünnungsreihe auf Agarplatten erneut angezüchtet, anschließend bebrütet und die entstandenen Kolonien ausgezählt. Die so erhaltenen Werte, die „cfu“ (colony forming units), wurden als Kontrolle der computergestützten Fluoreszenzmessung erfasst. Die zweite Methode entsprach bis zum Ablösen der Bakterien von den Probekörpern der ersten. Alle adhärenten Bakterien verblieben auf den Silikonen, wurden mittels eines Bakterien-DNA-Farbstoffs angefärbt und computergestützt mit Hilfe eines Fluoreszenzmessgeräts ausgezählt und statistisch ausgewertet. Die Ergebnisse der klassischen mikrobiologischen Methode bestätigten die Messungen mit dem Fluoreszenzmessgerät. Die Untersuchungen ergaben, dass die amphotere Oberflächenmodifikation bei allen Silikonen eine Reduktion der bakteriellen Adhäsion zur Folge hatte. Dabei konnten statistisch signifikante Werte von 14% bis zu 69% ermittelt werden. Insgesamt kann festgestellt werden, dass durch die amphotere Beschichtung von Silikonen ein Potential zur Reduktion der Keimbesiedelung und eine verringerte Adhäsion von Bakterien gegeben ist. Ein möglicher Grund hierfür ist der elektrostatische Zustand an der Grenzschicht beschichteter Oberfläche zum Bakterium. In welchem Maß sich diese Veränderung des Werkstoffs auswirkt und welche weiteren Alternativen sich bieten, muss in kommenden in vitro Tests und anschließenden in vivo Untersuchungen verifiziert werden. === The bacterial growth on incorporated silicone bodies is since introduction of the material silicone into the maxillofacial prosthetics a substantial problem, which do not only lower the durability of the silicone bodies itself, but also the quality of life and the health of the patients. Alternatives to the material silicone are nowadays acrylates and titanium, which do not have the advantages of the silicone. In order to use silicone bodies in maxillofacial prosthetics, it requires a lot of care expenditure from the patients, which is to prevent bacterial growth on the silicone body. Suitable surface modifications, e.g. an amphoteric surface coating, can prevent this germinating of the silicone surface. The effectiveness of this bacterial reduction of this kind of modification was investigated in a comparative in vitro research with five bacteria stems (Staphylococcus epidermidis, Klebsiella pneumonia, a non-pathogenic Neisseria stem, Escherichia coli and Streptococcus salivarius) and five silicone materials (Episil E, Obturasil 40, Odontosil 40, VS-D-151/1 and Elastosil RT625A). Altogether over 800 samples were examined. The silicone samples were divided in two groups. One of it was coated by an amphoteric surface by a wet-chemical procedure. The other one served as a reference. The analysis took place in two ways: After the incubation of four coated and four uncoated silicone samples with a bacteria monoculture followed the micro-biological evaluation in the classical style. The adherent bacteria on the silicone samples were removed and after a dilution row the removed bacteria were cultivated on agar plates and the colonies were counted out afterwards. The received quantity of "cfu" (colony forming units) was used as a reference to the computer-assisted fluorescence measurement. The second method corresponded to the first until the removal of the bacteria on the silicone sample. All adherent bacteria remaining on the silicone sample and were dyed by a DNA-colouring pigment and counted out by a computer-assisted fluorescence measuring device. The quantity was evaluated statistically. The results of the classical microbiological method confirmed the measurements with the fluorescence measuring device. The study resulted that the amphoteric surface modification had a reduction of the bacterial adhesion on all five different silicon materials. Statistically significant reduced bacterial adhesion from 14% up to 69% could be found out. Altogether it can be stated that the amphoteric surface coating on silicone material is able to reduce bacterial adhesion and its growth. A possible reason for this is the electrostatic condition on the boundary layer of coated surface to the bacterium. In which kind of degree the modification of the silicone material affects itself and which further alternatives are offered must be investigated in future in vitro tests and following in vivo research.