Neue antimikrobielle Strategien als Ansatz zur Bekämpfung Biofilm-assoziierter Erkrankungen der Mundhöhle

Kollmuß, Maximilian (2022): Neue antimikrobielle Strategien als Ansatz zur Bekämpfung Biofilm-assoziierter Erkrankungen der Mundhöhle: materialkundliche, mikrobiologische und klinische Aspekte. Habilitationsschrift, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Die Therapie von Biofilm-assoziierten Erkrankungen stellt die moderne Medizin immer wieder vor große Herausforderungen. Gerade im Hinblick auf die steigende Resistenz von Mikroorganismen bedarf es Anstrengungen zur Entwicklung neuer Verfahren und präventiver Konzepte, um für den Patienten das bestmögliche Behandlungsergebnis erzielen zu können. Dies umfasst in der Zahnmedizin unterschiedliche Bereiche, deren enge Verzahnung für den klinischen Erfolg unerlässlich ist. Eine wichtige Rolle spielt die Auswahl geeigneter Materialien für zahnärztliche Restaurationen. Dabei darf neben werkstoffkundlichen Eigenschaften auch die biologische Interaktion der Materialien mit den angrenzenden Hart- und Weichgeweben nicht aus den Augen zu verloren werden. Im ersten Teil dieser Arbeit wurden verschiedene Materialklassen auf deren biologische Eigenschaften hin untersucht. So konnte nachgewiesen werden, dass vor allem die Fertigungsstrategie unterschiedliche biologische Eigenschaften zur Folge haben kann. Dabei erwies sich die CAD/CAM-Technologie mit teilweise unter idealen industriellen Bedingungen hergestellten Materialrohlingen aus biologischer Sicht als eine gute Möglichkeit zur Erweiterung des Spektrums für die Anfertigung von zahnärztlichen Restaurationen. Auch im Hinblick auf in den Kieferknochen eingebrachte Implantate zum Ersatz fehlender Zähne konnten in dieser Arbeit für Implantate aus Zirkonoxid neue Erkenntnisse gewonnen werden. Dieses neuere Implantatmaterial hat viele positive biologische Eigenschaften, deren Langzeitwirkung bei einem Einsatz in der Mundhöhle durch klinische Studien noch untersucht werden sollten.All diese grundlegenden Überlegungen bilden die Grundlage für die Auswahl eines Restaurationsmaterials mit dem geringsten Risiko für biologische Komplikationen. Allerdings zeigt sich, gerade im Hinblick auf die bereits bestehende Literatur, eine große Heterogenität der berichteten Studienergebnisse. Eine Vereinheitlichung von Methoden zur Prüfung von bakterieller Adhäsion und antimikrobieller Wirksamkeit wäre ein wichtiger Schritt, um generell gültige Empfehlungen auf diesem Gebiet aussprechen zu können. In vielen Fällen ist es allerdings bereits zu einer Besiedelung von Hart- und Weichgeweben oder Restaurationsmaterialien mit pathogenen Mikroorganismen gekommen. Die daraus resultierenden Krankheitsbilder sind vielfältig und umfassen in der Zahnmedizin die beiden von Seiten der Prävalenz her dominierenden Erkrankungen Karies und Parodontitis. Deren Therapie umfasst stets eine möglichst vollständige Elimination der bakteriellen Besiedelung auf erkrankten Oberflächen. Gerade bei Patienten mit Parodontitis ist dies in den betroffenen Hart- und Weichgeweben oft nicht mit den konventionellen chemisch-physikalischen oder mechanischen Maßnahmen möglich, hier müssen andere Konzepte, beispielsweise auf pharmakologischer Basis zum Einsatz kommen. Verschiedene antimikrobielle Strategien wurden im zweiten Teil dieser Arbeit untersucht. So konnten für den Einsatz von Ozon positive Ergebnisse auf pathogene Mikroorganismen in der Mundhöhle gewonnen werden, was durch eine klinische Studie zur Therapie endodontischer Infektionen bestätigt wurde. Somit könnte dieser Ansatz eine Alternative zu klassischen Desinfektionsprotokollen zu sein. Aus technischen Gründen und der Notwendigkeit einer teuren Apparatur ist es nicht möglich, Ozon im Bereich des Parodontiums oder in der häuslichen Plaquekontrolle einzusetzen. Hier bieten sich eher Spüllösungen auf Basis antimikrobiell wirksamer Substanzen an. Ein neuer Ansatz ist der Einsatz des aus der Allgemeinchirurgie bereits gut bekannten Wirkstoffs Polyhexanid. Dieser hat einige vielversprechende Eigenschaften was die Gewebeverträglichkeit und Wundheilungsförderung angeht, die gerade auch in der Zahnmedizin und oralen Chirurgie von großem Interesse sind. Die in dieser Arbeit nachgewiesene gute Wirksamkeit von Polyhexanid, auch in einer blutkontaminierten Umgebung, machen Polyhexanid zu einer gute Alternative zur Desinfektion und Plaquekontrolle in der Mundhöhle. Oftmals ist es aber nicht möglich, infizierte und entzündete Gewebsareale mit einer Spüllösung zu erreichen, zum Beispiel in tiefen Zahnfleischtaschen. Auch eine mechanisch-physikalische Elimination der Mikroorganismen ist hier nicht unproblematisch möglich. Der klassische Ansatz in der Medizin ist dann der Einsatz von systemisch applizierten antimikrobiellen Substanzen, die als Antibiotika bekannt sind. Diese zeigen, abhängig von der Wirkstoffklasse, unterschiedliche Angriffspunkte zur Inhibition der Mikroorganismen. Viele dieser Wirkungsmechanismen werden durch Anpassung der Krankheitserreger im Laufe der Zeit abgeschwächt. Diese Resistenzbildung stellt die Medizin vor immer größer werdende Herausforderungen. Eine interessante Alternative stellen hier antimikrobiell wirksame Peptide (AMPs) dar. Diese körpereigenen Peptide zeigen trotz einer evolutionär langen Koexistenz mit Krankheitserregern keine solchen Wirkungseinbußen. Daher sind sie möglicherweise in der Lage, auch gegen resistente Mikroorganismen eine Therapieoption darzustellen. In zwei Arbeiten wurde daher in einem neu entwickelten in-vitro Biofilm-Modell die Wirksamkeit von AMPs gegen oralpathogene Bakterien untersucht. Die hier gewonnenen positiven Erkenntnisse machen AMPs besonders interessant, um bakterielle Biofilme zu bekämpfen, da diese in der Lage sind, den Biofilm aufzulockern und damit einen Angriffspunkt für konventionelle Antibiotika zu schaffen. Dieses vielversprechende Konzept bedarf noch weiterer Überprüfung in-vitro und in klinischen Studien. Es stellt aber einen neuen Ansatz bei der Bekämpfung Biofilm-assoziierter Infektionen dar, da er einen alternativen Wirkmechanismus besitzt und möglicherweise weniger anfällig hinsichtlich der Entwicklung von Resistenzen ist. Zusammenfassend kann ausgehend von dieser Arbeit festgestellt werden, dass es im Hinblick auf die Vermeidung und Therapie Biofilm-assoziierter Infektionen im Bereich der Mundhöhle verschiedene neue Ansatzpunkte gibt. Neben der werkstoffkundlichen Entwicklung neuer Materialien spielen dabei innovative antimikrobielle Konzepte eine große Rolle. Diese Ansätze gilt es in den kommenden Jahren mit dem Ziel einer weiter verbesserten Prophylaxe und Therapie oraler Infektionen weiter auszubauen und zu verfeinern.

• Dokumententyp: Habilitationsschriften
• Keywords: Biofilm, antimikrobielle Substanzen, Werkstoffkunde
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 2022