Biokeramiken könnten gegen Periodontitis helfen

Letale Wirkung auf Porphyromonas gingivalis

KYOTO (Biermann) – Die Behandlung von Parodontitis ist nach wie vor eine Herausforderung. Vielversprechend erscheinen neue, in der Entwicklung befindliche Ansätze, die auf Siliziumnitrid (Si3N4) setzen – ein keramisches Material, das in Wirbelsäulenimplantaten verwendet wird. Die Oberfläche von Silikonnitrid hat einen letalen Effekt auf Bakterien, die häufig Parodontitis verursachen. Nun haben Wissenschaftler erforscht, warum dies so ist. Ihre Befunde sind in „Langmuir“ – der Fachzeitschrift der American Chemical Society – erschienen.

Prof. Giuseppe Pezzotti vom Kyoto Institute of Technology und seine Kollegen untersuchten, wie das keramische Material den Metabolismus von Porphyromonas gingivalis verändert – die Bakterienspezies, die hauptsächlich für Parodontitis verantwortlich ist.

Die lytische Aktivität – auch wenn sie von ihrer Natur her nicht osmotisch war – hing mit der besonderen pH-abhängigen Oberflächenchemie von Si3N4 zusammen. Die Autoren beobachteten experimentell einen Puffer-Effekt über die Bildung von Ammoniumionen NH4+) (und ihren Modifikationen) anhand von pH-Mikroskopie. Die Lyse der Bakterien bestätigten sie per konventioneller Fluoreszenz-Spektroskopie, und den Metabolismus verfolgten sie mit Hilfe von in situ Raman-Mikroproben-Spektroskopie. Diese Technik zeigte die Bildung von Peroxynitrit im Bakterium selbst.

Ferner zeigten sich ein Abbau der Nukleinsäuren der Bakterien, eine drastische Reduktion von Phenylalanin und eine Reduktion der Lipidkonzentration nach kurzer Exposition (6 Tage) gegenüber Si3N4. Wurde die Oberflächenchemie von Si3N4 durch entweder chemisches Ätzen oder thermische Oxidation verändert, beeinflusste dies die Peroxynitrit-Bildung und den bakteriellen Stoffwechsel auf verschiedene Arten.

Wenngleich weitere Studien erforderlich sind, so zeigen die Ergebnisse doch, dass Si3N4 hilfreich sein könnte, um P. gingivalis in einer Umgebung mit alkalischem pH-Wert zu bekämpfen.

Publikation:  Langmuir, 2016, 32 (12), pp 3024–3035
Den Originalbericht finden Sie hier.

Quelle: American Chemical Society, 06.04.2016



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