ISBN 9783843923248

978-3-8439-2324-8, Reihe Makromolekulare Chemie

Marco Waßmann
Anbindung von Copolymeren und Wirkstoffen zur Erzeugung von antibakteriellen Beschichtungen auf dentalen Implantaten

209 Seiten, Dissertation Technische Universität Braunschweig (2015), Hardcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

In der Zahnmedizin gehört die Verwendung von Implantaten aus Titan und Titanlegierungen zu den etablierten Standardverfahren. Durch Biofilmbildung auf dem Implantat kann es zur Entzündung des umliegenden Gewebes kommen, die sich zu einer Periimplantitis entwickeln und im schlimmsten Fall zum Revision führen kann. Um die Entstehung von Biofilmen auf dem Implantat zu vermeiden wurden in der vorliegenden Arbeit Beschichtungen auf der Basis von Copolymeren entwickelt und dabei drei unterschiedliche Ansätze verfolgt. Aufbauend auf bekannten Copolymersystemem bestehend aus Phosphonatmethacrylaten zur Anbindung auf Titanoxid und Methacrylaten mit quartären Aminen für die antibakterielle Wirksamkeit wurden weitere Copolymere entwickelt. Dazu wurden zwei alternative Monomere verwendet die sich durch ihre Struktur von den bisher verwendeten Monomeren unterscheiden.

Des Weiteren wurden bekannte Monomere wie 4-Vinylpyridin (VP), 1-Vinylimidazol (VI) und Dimethylaminoethylmethacrylat (DMAEMA) mit DMMEP copolymerisiert und anschließend mit Alkylbromiden unterschiedlicher Struktur quartärnisiert. Es wurden lineare Reste bis zu einer Länge von C-16 und auch verzweigte Alkylbromide verwendet. Auf diese Weise wurde der Einfluss des Alkylrests auf die biologischen Eigenschaften systematisch untersucht. Es zeigt sich dabei tendenziell eine Abnahme der Wirksamkeit gegen S. aureus bei Alkylresten länger als C-6.

Als weitere Möglichkeit zur Oberflächenmodifikation wurden verschiedene synthetische und natürliche Antibiotika auf unterschiedliche Polymerlinker angebunden und deren Wirksamkeit untersucht. Es zeigte sich, dass die beste Wirksamkeit von einem synthetischen Oligopeptid (GL 13 K) ausgeht aber auch mit Guanidinoligomeren eine gute antibakterielle Wirksamkeit gegen unterschiedliche Gram-positive Keime erhalten wird. Die Guanidinoligomere konnten durch Einführung einer polymerisierbaren Gruppe zusammen mit einem Phosphonat in ein Copolymer überführt und so Beschichtungen auf Titan erzeugt werden. Die Beschichtungen zeigen außerdem gute Eigenschaften in Bezug auf die Biokompatibilität mit humanen Gingivafibroblasten.