DE102009004368A1 - Dental materials containing antimicrobial agents for the prevention of plaque accumulation - Google Patents
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Abstract
Zur Erzielung einer Antiplaque-Wirkung enthält Dentalmaterial mindestens einen antimikrobiellen Wirkstoff, der in Kapseln aus für Dentalmonomere löslichkeitsvermittelndem Verkapselungsmaterial eingehüllt ist.To obtain an antiplaque effect, dental material contains at least one antimicrobial agent encased in capsules of encapsulating material which solubilizes dental monomers.
Description
Die Erfindung betrifft Dentalmaterialien enthaltend antimikrobielle Wirkstoffe zur Verhinderung von Plaque-Anlagerungen.The The invention relates to dental materials containing antimicrobial Active ingredients to prevent plaque buildup.
Hintergrund:Background:
Polymere Dentalmaterialien, insbesondere auf Acrylat-/Methacrylat-Basis, welche zum dauerhaften Verbleib in die Mundhöhle eingebracht werden, neigen – insbesondere bei mangelnder Oralhygiene – zur Plaquebesiedelung an der Werkstoffoberfläche.polymers Dental materials, in particular based on acrylate / methacrylate, which introduced into the oral cavity for permanent retention tend to - especially in the case of poor oral hygiene - to Plaque settling on the material surface.
Plaque setzt sich aus verschiedenen Bakterien und Hefen zusammen, welche sich durch Proteine und Kohlenhydrate fest auf Oberflächen, wie z. B. Zähnen, oder dentalen Werkstoffen verankern. Auf dieser ersten Bakterienschicht können sich dann weitere Bakterien festsetzen und damit eine dreidimensionale Kolonie bilden. Durch bestimmte Substanzen, welche von den Bakterien abgegeben werden, ist dieser „Biofilm” nahezu unangreifbar für Antibiotika.plaque is composed of different bacteria and yeasts, which are firmly attached to surfaces by proteins and carbohydrates, such as As teeth, or dental materials anchor. On this first bacterial layer can then more Bacteria and thus form a three-dimensional colony. By certain substances that are released by the bacteria is this "biofilm" almost unassailable for Antibiotics.
Neben dem hygienischen Aspekt führt Plaque im fortgeschrittenen Stadium auch zu einer starken Verfärbung, so dass es zu ästhetischen Beeinträchtigungen kommt.Next the hygienic aspect leads to plaque in advanced Stage also causes a strong discoloration, making it too aesthetic Impairment comes.
Stand der Technik:State of the art:
Eine Verminderung der Plaque-Besiedlung kann entweder durch Mikrobizide, durch eine, z. B. auf Poly(ethylenglykolen) basierende, proteinabweisende Oberfläche oder durch eine hydrophobe Beschichtung der Dentalwerkstoffe, welche die Anhaftung der Bakterien auf dem Werkstoff erschwert, erfolgen.A Reduction of plaque colonization can be achieved either by microbicides, by one, z. B. based on poly (ethylene glycols), protein repellent Surface or by a hydrophobic coating of the Dental materials, which indicate the adhesion of bacteria to the material difficult, done.
Die
Verwendung von quaternären Ammoniumsalzen als antimikrobielle
Additive ist seit langem bekannt. So wird z. B. ein Silan mit quaternären
Ammoniumgruppen als funktionelle Gruppe von der Firma Microbeshield
hergestellt und zur antibakteriellen Ausrüstung von Filtern,
Textilien und Wundauflagen vermarktet. Ferner sind Additive auf
der Basis von kationischen Oligomeren bekannt (Akacid®),
Poly-[2-(2-ethoxy)-ethoxyethyl)-guanidinium-chlorid (CAS No.: 374572-91-5),
Fa. PoC POLYMER PRODUKTIONS GMBH, Wien vgl. z. B.
In
Aufgabenstellung:Task:
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem sich die Besiedelung von Plaque auf dentalen Werkstoffen dauerhaft verhindern bzw. verzögern lässt, ohne die Produkteigenschaften des Dentalmaterials negativ zu beeinflussen.aim the present invention is to provide a method with the colonization of plaque on dental materials permanently prevent or delay, without negatively influence the product properties of the dental material.
In diesem Zusammenhang erwünschte Eigenschaften bzw. Teilaufgaben sind folgende:
- A Homogene Verteilung des Wirkstoffes im Bulk-Material und auf der Materialoberfläche, keine punktuelle Verteilung.
- B Der Werkstoff sollte nach der Wirkstofffreisetzung keine Mikro- und Makroporen aufweisen, aus Gründen der Ästhetik sowie zur Vermeidung von Rissbildungen als Ausgangspunkte für Plaque-Neubesiedlung).
- C Eine Inaktivierung des Wirkstoffs auf der Oberfläche sollte erschwert sein.
- D Breites Wirkungsspektrum gegen typische Oralkeime (bakterizid sowohl gegen grampositive wie gram-negative Keime).
- E Gegebenenfalls viruzide und fungizide Eigenschaften.
- F Der Wirkstoff sollte retardierend freigesetzt werden.
- G Der Wirkstoff sollte farb- und geruchlos sein.
- H Der Wirkstoff sollte eine so hohe Freisetzungsrate haben, dass eine antimikrobielle Wirksamkeit gegeben ist, jedoch keine toxischen oder irritierenden/sensibilisierenden Effekte auftreten.
- I Der Wirkstoff darf die Polymerisation des Produktes nicht stören und die Werkstoffeigenschaften negativ beeinflussen, es darf keine Phasenseparation (Weichmachereffekt) auftreten.
- J Die Wahrscheinlichkeit, dass der Wirkstoff bei typischen Oralkeimen Resistenzbildung auslöst, sollte gering sein.
- K Es sollten keine chemischen Reaktionen des Wirkstoffs mit den Monomeren, Füllstoffen, Initiatoren, Stabilisatoren und Farbstoffen während der Lagerung und Härtungsreaktion auftreten
- A Homogeneous distribution of the active substance in the bulk material and on the material surface, no punctiform distribution.
- B The material should have no micropores and macropores after drug release, for aesthetics and to avoid cracking as starting points for plaque resettlement).
- C Inactivation of the active ingredient on the surface should be difficult.
- D Wide range of activity against typical oral bacteria (bactericidal against both Gram-positive and Gram-negative bacteria).
- E If necessary, virucidal and fungicidal properties.
- F The active substance should be released in a retarding manner.
- G The active substance should be colorless and odorless.
- H The active substance should have such a high release rate that antimicrobial efficacy is given, but no toxic or irritating / sensitizing effects occur.
- I The active substance must not interfere with the polymerization of the product and adversely affect the material properties; no phase separation (softening effect) must occur.
- J The likelihood of drug-induced resistance to typical oral bacteria should be low.
- K There should be no chemical reactions of the active ingredient with the monomers, fillers, initiators, stabilizers and dyes during storage and curing reactions
Die Aufgaben werden dadurch gelöst, dass Dentalmaterial zur Verfügung gestellt wird, das in für Dentalmonomere löslichkeitsvermittelndes Verkapselungsmaterial eingehüllte antimikrobielle Wirkstoffe enthält. Derartige Kapseln enthalten vorzugsweise ein Dequalinium-Salz, ein Iminopyridinium-Derivat, insbesondere ein Octenidin-Salz, Sanguinarin oder Akacid®) [Poly-[2-(2-ethoxy)-ethoxyethyl)-guanidinium-chlorid] (CAS No.: 374572-91-5). Die Kapseln sind im Dentalmaterial vor dem Aushärten homogen verteilt, so dass der daraus hergestellte jeweilige Formkörper (z. B. Inlay, Füllung oder Krone) ebenfalls eine homogene Verteilung des verkapselten Wirkstoffs aufweist.The objects are achieved by providing dental material containing antimicrobial agents encased in encapsulating material which solubilizes dental monomers. Such capsules preferably contain a dequalinium salt, an Iminopyridinium derivative, in particular a salt octenidine, sanguinarine or Akacid ®) [poly [2- (2-ethoxy) ethoxyethyl) guanidinium hydrochloride] (CAS No .: 374572 -91-5). The capsules are homogeneously distributed in the dental material prior to curing, so that the particular shaped body produced therefrom (eg inlay, filling or crown) likewise has a homogeneous distribution of the encapsulated active substance.
Die Erfindung betrifft somit Dentalmaterial nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.The Invention thus relates to dental material according to claim 1. Advantageous Embodiments are given in the further claims.
Detaillierte BeschreibungDetailed description
Als mit den Merkmalen der Erfindung ausgestattete Materialien kommen solche für Füllungskomposite, Verblendkomposite, Prothesenwerkstoffe, künstliche Zähne, Abformmassen, Schutzlacke, Fissurenversiegler und Dentinbondings, aber auch veterinärmedizinische Materialien wie Hufmaterial in Frage.When come equipped with the features of the invention materials those for filling composites, veneering composites, Denture materials, artificial teeth, impression materials, Protective varnishes, fissure sealants and dentin bonding, but also veterinary medicine Materials such as hoof material in question.
Die
Verkapselung des jeweiligen Wirkstoffs kann z. B. nach folgenden
an sich bekannten Verfahren erfolgen:
In
In
Ähnliche
auf der Basis von Polyelektrolyten herstellbare Kapseln schlägt
Als Verkapselungsmittel kommen vorzugsweise für Medizinprodukte zulässige Polymere in Frage, wie z. B. Polystyrol, dessen Copolymere mit weiteren Vinylmonomeren, Polymethylmethacrylat, dessen Copolymere mit weiteren ethylenisch ungesättigten Monomeren, sowie weitere an sich bekannte Materialien, die dem auf dem Verkapselungsgebiet tätigen Fachmann geläufig sind. Bei der Verkapselung ergeben sich nicht unbedingt stets sphärische Partikel – es genügt, wenn der Wirkstoff vollständig umhüllt ist. Der Partikeldurchmesser liegt zweckmäßig bei bis zu 50 μm, bevorzugt bis zu 10 μm, besonders bevorzugt bis zu 0,1 μm. Die untere Grenze wird durch die Partikelgröße der kleinsten Teilchen des eingesetzten Pulvers und die Dicke der Beschichtung bestimmt.When Encapsulants are preferably for medical devices permissible polymers in question, such as. B. polystyrene whose Copolymers with other vinyl monomers, polymethylmethacrylate, whose Copolymers with other ethylenically unsaturated monomers, as well as other materials known per se, which are active in the encapsulation area Specialist are familiar. When encapsulation arise not necessarily always spherical particles - it is sufficient if the active substance completely enveloped is. The particle diameter is appropriate at up to 50 μm, preferably up to 10 μm, especially preferably up to 0.1 μm. The lower limit is determined by the Particle size of the smallest particles of the used Powder and the thickness of the coating determined.
Der Wirkstoff liegt im Dentalmaterial bevorzugt in Mengen bis 3 Gew.-%, besonders bevorzugt bis 1 Gew.-% vor. Die untere Grenze hängt von der Stärke der antimikrobiellen Wirkung ab.Of the Active substance is present in the dental material, preferably in amounts of up to 3% by weight. more preferably to 1 wt .-% before. The lower limit depends on the strength of the antimicrobial effect.
Die
Verkapselung kann in mehreren Schritten („layer by layer”)
hergestellt werden, wie in den zitierten Schriften
Der Wirkstoff kann in dendritischen Polymertransportsystemen eingebettet sein. Diese Technologie ist als „NT System” bekannt geworden.Of the Active substance can be embedded in dendritic polymer transport systems be. This technology is known as the "NT system" become.
Die
Kapseln können auch mit einer Doppeldüsentechnik
erzeugt werden. Diese wird von der Firma BRACE GmbH, Alzenau, angeboten
(
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Eine Inaktivierung des Wirkstoffs auf der Oberfläche des ausgehärteten Dentalmaterials wird erschwert, weil ständig Wirkstoff aus dem Inneren nachdiffundieren kann. Eine homogene Verteilung des Wirkstoffes im Bulk-Material wird dabei durch ausreichende Konzentration der mikroverkapselten Wirkstoffe sichergestellt. Die Verkapselung sorgt dafür, dass auch Wirkstoffe in Dentalmaterialien eingearbeitet werden können, welche typischerweise nur eine geringe Löslichkeit in Dentalmonomeren aufweisen.A Inactivation of the drug on the surface of the cured Dental material is complicated because constantly active ingredient can diffuse out of the interior. A homogeneous distribution of Active substance in the bulk material is thereby by sufficient concentration the microencapsulated agents ensured. The encapsulation ensures that even active ingredients in dental materials can be incorporated, which typically only one have low solubility in dental monomers.
Es ist unter Umständen auch möglich, farbige Wirkstoffe einzuarbeiten, sofern das Verkapselungsmaterial der Compositfarbe entspricht.It may also be possible, colored active ingredients if the encapsulating material of the composite color equivalent.
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung näher. Teile und Prozentangaben beziehen sich, wie in der übrigen Beschreibung, auf das Gewicht, sofern nicht anders angegeben.The The following example explains the invention in more detail. Parts and percentages are as in the rest Description, by weight, unless otherwise stated.
Ausführungsbeispielembodiment
PMMA-VerkapselungPMMA encapsulation
Die
Herstellung erfolgt in Analogie zu
Zur Herstellung der dispersen Phase werden 1.0 g Octenidin, 5.0 g Methylmethacrylat, 250 mg Hexadekan und 100 mg 2,2'-Azobis-(2-methylbutyl-1-nitril) im 50 ml Becherglas vermischt und gerührt, bis das Octenidin vollständig gelöst ist. Für die kontinuierliche Phase werden 72 mg Natriumdodecylsulfat in 24.0 g demineralisiertem Wasser gelöst. Anschließend wird die kontinuierliche Phase unter kontinuierlichem Rühren zur dispersen Phase gegeben und 1 h bei 2000 U min–1 gerührt. Die entstandene Makro-Emulsion wird mittels eines Ultraschallstabes (1/2'' Spitze) für eine Schalldauer von 2 min bei 90% Amplitude im Eisbad miniemulgiert. Die Probe wird in einen 50 ml Kolben überführt und über Nacht verschlossen unter kontinuierlichem Rühren bei 1000 U min<–1> und 70°C polymerisiert. Die Suspension wird warm filtriert und gefriergetrocknet. Zur Aufreinigung und Entfernung von unverkapseltem Octenidin werden die Kapseln auf einem Filterpapier mit 30 ml Ethanol gewaschen und im Vakuum getrocknet. Durch erneute Gefriertrocknung wird restliches Ethanol entfernt, hierdurch wird eine Quellung der Kapseln verhindert. 50 mg des getrockneten Kapselmaterials werden entnommen und Partikelgröße und Octenidingehalt bestimmt. Die mit der dynamischen Lichtstreuung (DLS) bestimmte Teilchengröße beträgt 132 nm, der Octenidinanteil in den Kapseln beträgt 25 Gew.-% des ursprünglich eingesetzten Octenidins (entspricht ca. 5 Gew.-% reinem Lucirinanteil der Kapseln).to Preparation of the disperse phase are 1.0 g of octenidine, 5.0 g of methyl methacrylate, 250 mg of hexadecane and 100 mg of 2,2'-azobis (2-methylbutyl-1-nitrile) mixed in the 50 ml beaker and stirred until the octenidine completely solved. For the continuous Phase are 72 mg of sodium dodecyl sulfate in 24.0 g demineralized Water dissolved. Subsequently, the continuous Phase with continuous stirring to the disperse phase and stirred for 1 h at 2000 U min-1. The resulting macro-emulsion is by means of an ultrasonic rod (1/2 '' peak) for a duration of 2 minutes at 90% amplitude Miniemulgiert in the ice bath. The sample is transferred to a 50 ml flask and sealed overnight with continuous stirring at 1000 rpm <-1> and 70 ° C polymerized. The suspension is filtered warm and freeze-dried. For purification and removal of unencapsulated octenidine the capsules are washed on a filter paper with 30 ml of ethanol and dried in vacuo. By re-freeze drying is left Ethanol removed, thereby swelling of the capsules is prevented. 50 mg of the dried capsule material are taken and particle size and octenidine content. The with the dynamic light scattering (DLS) is certain particle size 132 nm, the octenidine content in the capsules is 25 wt .-% of the originally used octenidine (corresponds to approx. 5% by weight of pure lucirin content of the capsules).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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