Adhäsion von Bakterien, gingivalen Epithelzellen und Parodontalligamentfibroblasten an Polylaktidbasierten Membranen im Vergleich mit Kollagenmembranen. Laborstudie

Moser, Corina (2018). Adhäsion von Bakterien, gingivalen Epithelzellen und Parodontalligamentfibroblasten an Polylaktidbasierten Membranen im Vergleich mit Kollagenmembranen. Laborstudie. (Dissertation, Universität Bern, Medizinische Fakultät, Zahnmedizinische Kliniken, Klinik für Parodontologie)

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Zielsetzung: Das Ziel dieser Laborstudie war es, die Bakterienadhäsion und Anlagerung von gingivalen Epithelzellen (TIGK, Telomerase immortalized gingival Keratinocytes) und Parodontalligamentfibroblasten (PDL-Fibroblasten) an Polylaktid-basierten Membranen im Vergleich zu Kollagenmembranen zu untersuchen.

Material und Methode: Als Testprodukt wurde eine bioresorbierbare Membran aus Polylaktid (GUIDOR® Bioresorbable Matrix Barrier; Sunstar; Etoy, Switzerland) verwendet. Die Vergleichsgruppe bestand aus einer bovinen Kollagenmembran (Cytoplast® RTM Collagen membrane; Osteogenics Biomedical, Lubbock, TX, USA) sowie aus einer porcinen Kollagenmembran (Collprotect® botiss materials GmbH, Zossen, Germany). Folgende Mikroorganismen wurden verwendet: Streptococcus gordonii ATCC (American Type Culture Collection) 10558, Actinomyces naeslundii ATCC 12104, Porphyromonas gingivalis ATCC 33277, Tannerella forsythia ATCC 43037, Fusobacterium nucleatum ATCC 25586, Parvimonas micra ATCC 33270. Als Zelltypen wurden in die Studie PDL-Fibroblasten und gingivale Epithelzellen (TIGK) einbezogen. Die Studie war in drei Hauptversuche unterteilt.
Im ersten Versuch wurde die antimikrobielle Aktivität der Membranen auf planktonische Bakterien untersucht. Die Membranproben wurden auf Wilkins-Chalgren-Agarplatten mit einem definierten Inokulum von Mikroorganismen platziert. Nach 18 h (Anaerobier 42 h) wurden die Hemmzonen gemessen.
Der zweite Versuch beinhaltete die Biofilmanlagerung an die Membranen. Die Membranproben wurden in Suspensionen der sechs verschiedenen Bakterienstämme gegeben. Nach einer Inkubationszeit von 6 h und 48 h unter anaeroben Konditionen wurde die Gesamtzahl der Bakterien sowie die Zahl an P. gingivalis, T. forsythia, P. micra und F. nucleatum im Biofilm ermittelt.
Im dritten Versuch wurde die Anlagerung von PDL-Fibroblasten und gingivalen Epithelzellen (TIGK) an Membranen mit und ohne Anwesenheit von Mikroorganismen untersucht. Dazu wurden die Membranproben zusammen mit den Zellen in 24-Well-Platten gegeben und während 6 h bzw. 48 h (TIGK) bzw. während 72 h (PDL-Fibroblasten) mit 5% CO2 inkubiert. Danach wurden die angehafteten TIGKs respektive PDL-Fibroblasten gezählt. Um einen potenziellen Einfluss von Mikroorganismen auf die Adhäsion von gingivalen Epithelzellen beziehungsweise PDL-Fibroblasten zu untersuchen, wurde in einer zweiten Serie von Untersuchungen eine Mischung bestehend aus den sechs Bakterienstämmen hinzugefügt. Wie beim Versuch zuvor wurde die Anzahl adhärenter Zellen ermittelt.

Resultate: Es konnte für keine der getesteten Membranen eine antimikrobielle Aktivität nachgewiesen werden. Bei der Biofilmbildung an Membranen haben nach 6 h statistisch signifikant weniger Bakterien die Polylaktid-Membran als die porcine und die bovine Kollagenmembran (jeweils p<0,01) besiedelt, jedoch betrug der Unterschied maximal 0,49 log10. Nach 24 h konnten keine signifikanten Unterschiede betreffend der Anzahl Bakterien an den unterschiedlichen Membranen gefunden werden. Die geringste Anzahl adhärenter TIGKs wurde nach 6 h und 48 h Inkubation auf der Polylaktid-Membran ermittelt. Entgegen der Erwartungen war die Anzahl adhärenter TIGKs an den Probemembranen höher in Gegenwart von Bakterien als ohne.
Die Anlagerung der PDL-Fibroblasten an die getesteten Membranen nach 72 h war an den (bovinen) Kollagenmembranen am grössten. In Anwesenheit von Mikroorganismen war die zelluläre Anlagerung der PDL-Fibroblasten an allen Membranen signifikant geringer.

Schlussfolgerungen: Innerhalb der Limitationen dieser Studie können folgende Schlussfolgerungen gezogen werden: Eine bakterielle Anlagerung an Membranen kann stattfinden und Mikroorganismen haben auch einen Einfluss auf die zelluläre Anlagerung. Die Beschaffenheit der Membranen spielt dabei eine wesentliche Rolle. Bezüglich der Biofilmbildung auf den Membranen könnte die Verwendung einer Polylaktid-Membran in der Anfangsphase einen leichten Vorteil bringen, da die bakterielle Besiedlung in den ersten 6 h auf diesem Material signifikant geringer war. Jedoch scheint dieser Effekt von kurzer Dauer zu sein, denn bereits nach 24 h war kein Unterschied zwischen den drei verschiedenen Membrantypen mehr zu erkennen. Was die zelluläre Adhäsion betrifft, zeigen die In-Vitro-Resultate dieser Studie, dass die Verwendung einer kollagenbasierten Membran vorteilhaft ist, auch dann, wenn eine bakterielle Exposition vorliegt. Überraschenderweise zeigte sich bei Anwesenheit von Mikroorganismen eine verstärkte Anlagerung von TIGKs im Vergleich zu den Versuchen ohne Mikroorganismen.

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