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Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf die Verwendung von Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivaten
und/oder Schmelzmatrixproteinen als therapeutische oder prophylaktische
Mittel. Die Substanzen sind als antibakterielle und/oder antiinflammatorische
Mittel aktiv.
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Hintergrund
der Erfindung
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Schmelzmatrixproteine, zum Beispiel
solche, die in der Schmelzmatrix vorliegen, sind als Vorstufen für Schmelz
bestens bekannt. Schmelzproteine und Schmelzmatrixderivate wurden
schon früher
in der Patentliteratur beschrieben, um eine Bildung von hartem Gewebe
(d. h. Schmelzbildung, US-Patent Nr. 4 672 032 (Slavkin)) oder eine
Bindung zwischen harten Geweben (EP-B-0 337 967 und EP-B-0 263 086)
zu induzieren. So konzentriert sich der Stand der Technik nur auf
die Regeneration von harten Geweben, während die vorliegende Anmeldung
sich mit vorteilhaften antibakteriellen und antiinflammatorischen
Wirkungen beschäftigt,
die unerwartete Erkenntnisse sind.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung basiert
auf der Feststellung, dass Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate und/oder
Schmelzmatrixproteine (der Ausdruck "eine aktive Schmelzsubstanz" wird im Folgenden
auch für eine
Schmelzmatrix, ein Schmelzmatrixderivat oder ein Schmelzmatrixprotein
verwendet) in weichen Geweben (d. h. nicht-mineralisierten Geweben),
zum Beispiel Kollagen oder Epithel enthaltenden Geweben, die Haut
und Schleimhaut, Muskel, Blut- und Lymphgefäße, Nervengewebe, Drüsen, Sehnen,
Augen und Knorpel einschließen,
nützliche
Agentien sind.
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Darüber hinaus wurde gefunden,
dass Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate und Schmelzmatrixproteine
antibakterielle und/oder antiinflammatorische Eigenschaften besitzen,
die zur Behandlung von Krankheitsbildern des weichen und des harten
(d. h. mineralisierten) Gewebes eingesetzt werden können.
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In anderen Aspekten betrifft die
Erfindung die Verwendung einer Zubereitung einer aktiven Schmelzsubstanz
zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Prävention
und/oder Behandlung einer Infektion oder eines inflammatorischen
Krankheitsbildes.
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Wunden
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Wunden und/oder Ulcera werden normalerweise
als aus der Haut vorstehend oder an einer Schleimhautoberfläche oder
als Resultat eines Infarkts in einem Organ ("Schlag") gefunden. Eine Wunde kann ein Resultat
eines Defekts in weichem Gewebe oder einer Läsion oder eines tieferliegenden
Krankheitsbildes sein. Die Regeneration von experimentell hervorgerufenen
paradontalen (bzw. periodontalen) Wunden wurde bereits früher von
den Erfindern der vorliegenden Erfindung beschrieben und soll nicht
im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen. Im vorliegenden Kontext
betrifft der Ausdruck "Haut" die äußerste Oberfläche des
Körpers
eines Tiers, einschließlich
eines Menschen, und schließt
intakte oder fast intakte Haut wie auch eine verletzte Hautoberfläche ein.
Der Ausdruck "Mucosa" bzw. "Schleimhaut" bezieht sich auf
unbeschädigte oder
geschädigte
Mucosa eines Tiers, zum Beispiel eines Menschen, und kann die orale,
bukkale, aurale, nasale, Lungen-, Augen-, gastrointestinale, viginale
oder rektale Mucosa bzw. Schleimhaut sein.
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Im vorliegenden Kontext bezeichnet
der Ausdruck "Wunde" eine Körperverletzung
mit Zerbrechen bzw. Reißen
der normalen Integrität
von Gewebestrukturen. Der Ausdruck soll auch die Begriffe "Geschwür", "Läsion", "Nekrose" und "Ulcus" mit umfassen. Normalerweise
ist der Ausdruck "Geschwür" ein weitverbreiteter
Ausdruck für
fast jede beliebige Läsion
der Haut- oder Schleimhautmembranen und ist der Ausdruck "Ulcus" ein lokaler Defekt
oder eine Exkavation der Oberfläche
eines Organs oder eines Gewebes, die durch Abschälen von nekrotischem Gewebe
produziert wird. Läsion
bezieht sich im Allgemeinen auf irgendeinen Gewebedefekt. Nekrose
bezieht sich auf totes Gewebe, das aus einer Infektion, Verletzung,
Inflammation oder Infarktbildung stammt.
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Der Ausdruck "Wunde", der im vorliegenden Kontext verwendet
wird, bezeichnet eine beliebige Wunde (für eine Klassifizierung von
Wunden siehe unten) und in einer besonderen Stufe im Heilungsprozess,
einschließlich
der Stufe, bevor irgendeine Heilung initiiert wurde oder bevor eine
spezifische Wunde wie ein chirurgischer Schnitt gemacht wurde (prophylaktische
Behandlung).
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Beispiele für Wunden sind zum Beispiel
septische Wunden, Quetschwunden, Schnittwunden, eingerissene Wunden,
Nicht-Penetrationswunden (d. h. Wunden, in denen es kein Reißen der
Haut jedoch eine Verletzung an darunterliegenden Strukturen gibt),
offene Wunden, Penetrationswunden, perforierende Wunden, Punktionswunden,
septische Wunden, subkutane Wunden, usw. Beispiele für Geschwüre sind
bösartige
Geschwüre,
Krebsgeschwüre,
Chromatgeschwüre,
Herpes labialis, Druck geschwüre,
usw. Beispiele für
Ulcera sind zum Beispiel peptisches Ulcus, Duodenalulcus, Magen-Ulcus,
Gicht-Ulcus, diabetisches Ulcus, hypertensives ischämisches
Ulcus, Stase-Ulcus, Ulcus cruris (Venen-Ulcus), sublinguales Ulcus,
submucosales Ulcus, symptomatisches Ulcus, trophisches Ulcus, tropisches
Ulcus, Geschlechts-Ulcus, z. B. durch Gonorrhoe verursacht (einschließlich Urethritis,
Endocervicitis und Proctitis). Krankheitsbilder, die mit Wunden
oder Geschwüren
in Verbindung stehen und die gemäß der vorliegenden
Erfindung erfolgreich behandelt werden können, sind Verbrennungen, Anthrax,
Tetanus, Gasödem,
Scalatina, Wundrose, Bartsycose, Folliculitis, Impetigo contagiosa,
oder Impetigo bullosa, usw. Es gibt oft eine gewisse Überlappung
zwischen der Verwendung der Ausdrücke "Wunde" und "Ulcus" und "Wunde" und "Geschwür" und darüber hinaus werden die Begriffe
oft zufällig
verwendet. Wie oben erwähnt
wurde, umfasst daher der Begriff "Wunde" im vorliegenden Kontext den Ausdruck "Ulcus", "Läsion", "Geschwür" und "Infarkt", und die Ausdrücke werden
ohne Unterschied verwendet, wenn nichts anderes angegeben ist.
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Wunden gemäß der Erfindung umfassen auch
i) allgemeine Wunden, zum Beispiel chirurgische, traumatische, infektiöse, ischämische,
thermische, chemische und bullöse
Wunden; ii) Wunden, die für
die Mundhöhle
spezifisch sind, zum Beispiel Wunden nach Extraktion, Endodontiewunden,
speziell in Verbindung mit einer Behandlung von Zysten und Abszessen,
Ulcera und Läsionen
bakteriellen, viralen oder autoimmunologischen Ursprungs, mechanische,
chemische, thermische, infektiöse
und lichen-ähnliche
Wunden; Herpes-Ulcera, Stomatitis aphthosa, akute nektrotisierende
ulcerative Gingivitis und das Syndrom des Brennens im Mund sind
spezifische Beispiele; und iii) Wunden an der Haut, zum Beispiel
Neoplasma, Verbrennungen (z. B. chemische, thermische), Läsionen (bakteriell,
viral, autoimmunologisch), Bisse und Operationsschnitte. Ein anderer
Weg zur Klassifizierung von Wunden ist wie folgt: i) geringer Gewebeverlust
durch chirurgische Einschnitte, geringere Abschürfungen oder geringere Bisse;
oder ii) deutlicher Gewebeverlust. Die zuletzt genannte Gruppe umfasst
ischämische
Ulcera, Druckgeschwüre,
Fistula, Risswunden, schwere Bisse, thermische Verbrennungen und
Wunden an Spenderstellen (in weichen und harten Geweben) und Infarkte.
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Wunden, die in der Mundhöhle sind.
Solche Wunden können
körperliche
Verletzungen oder Traumata sein, die mit Oralchirurgie in Verbindung
stehen, einschließlich
paradontaler Operation, Zahnextraktion(en), endodontischer Behandlung,
Insertion von Zahnimplantaten, Anbringung und Verwendung von Zahnprothesen und
dergleichen. Im experimentellen Abschnitt wurde die günstige Wirkung
einer aktiven Schmelzsubstanz auf solche Wunden bewiesen.
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Andere Wunden, die in Verbindung
mit der vorliegenden Erfindung von Bedeutung sind, sind Wunden wie
ischämische
Ulcera, Druckgeschwüre,
Fistulae, schwere Bisse, Verbrennungen und Spenderwunden.
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Der Ausdruck "Haut" wird
in einem sehr breiten Sinn verwendet, der die Epidermalschicht der
Haut und in einigen Fällen,
wenn die Hautoberfläche
mehr oder weniger verletzt ist, auch die Lederhaut der Haut mit
umfasst. Abgesehen vom Stratum corneum ist die epidermale Schicht
der Haut die äußere (Epithel)-Schicht
und die tiefere Bindegewebeschicht der Haut wird als Dermis bezeichnet.
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Da die Haut der am stärksten freiliegende
Teil des Körpers
ist, ist sie für
verschiedene Arten der Verletzungen besonders anfällig, zum
Beispiel für
Risse, Schnitte, Abschürfungen,
Verbrennungen und Frostbeulen oder Verletzungen, die von verschiedenen
Krankheiten herrühren.
Darüber
hinaus wird bei Unfällen
oft viel Haut zerstört.
Wegen der wichtigen Sperrfunktion und der physiologischen Funktion
der Haut ist allerdings die Integrität der Haut für das Wohlbefinden
des Individuums wichtig und jede Verletzung oder jeder Riss stellt
eine Bedrohung dar, der der Körper
entgegentreten muss, um seine weitere Existenz zu schützen.
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Abgesehen von Verletzungen an der
Haut können
Verletzungen auch in allen Arten von Geweben (d. h. weichen und
harten Geweben) vorkommen. Verletzungen in weichen Geweben einschließlich mukosaler Membranen
und/oder Haut sind im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung
besonders relevant.
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Die Heilung einer Wunde an der Haut
oder einer mukosalen Membran unterliegt einer Reihe von Stufen,
die zu einer Reparatur oder Regeneration der Haut oder Mucosa-Schleimhaut
führen.
In den letzten Jahren wurden Regeneration und Reparatur als die
zwei Heilungstypen, die auftreten können, unterschieden. Regeneration
kann als ein biologischer Prozess definiert werden, durch den die
Architektur und Funktion von verlorenem Gewebe vollständig erneuert
werden. Reparatur dagegen ist ein biologischer Prozess, durch den
die Kontinuität
von beschädigtem
Gewebe durch neues Gewebe wieder hergestellt wird, welche die Struktur
und Funktion der verlorengegangenen nicht kopieren.
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Die Mehrzahl der Wunden heilt durch
Reparatur, was bedeutet, dass das neu gebildete Gewebe strukturell
und chemisch anders ist als das ursprüngliche Gewebe (Narbengewebe).
In der frühen
Stufe der Gewebereparatur besteht ein Prozess, der fast immer beteiligt
ist, in der Bildung eines vorübergehenden
Bindegewebes im Bereich der Gewebeverletzung. Dieser Prozess beginnt
durch Bildung einer neuen extrazellulären Kollagenmatrix durch Fibroblasten.
Diese neue extrazelluläre
Kollagenmatrix ist dann während
des endgültigen
Heilungsprozesses der Träger
für ein
Bindegewebe. Die endgültige
Heilung ist bei den meisten Geweben eine Narbenbildung, die Bindegewebe
enthält.
In Geweben, die regenerative Eigenschaften haben, z. B. Haut und
Knochen, umfasst die endgültige
Heilung eine Regeneration des ursprünglichen Gewebes. Dieses regenerierte
Gewebe hat häufig
auch einige Narbencharakteristika, z. B. eine Verdickung einer geheilten
Knochenfraktur.
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Unter normalen Umständen stellt
der Körper
Mechanismen zur Heilung verletzter Haut oder Schleimhaut bereit,
um die Integrität
der Hautbarriere oder der Mucosa wieder herzustellen. Der Reparaturprozess selbst
für kleinere
Riss oder Wunden kann einen Zeitraum in Anspruch nehmen, der sich
von Stunden und Tagen bis Wochen erstreckt. Bei Ulceration kann
die Heilung allerdings sehr langsam sein und die Wunde kann über einen
längeren
Zeitraum, d. h. Monate oder sogar Jahre, fortbestehen.
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Die Stufen der Wundheilung umfassen
normalerweise Entzündung
(normalerweise 1 bis 3 Tage), Migration (normalerweise 1 bis 6 Tage),
Proliferation (normalerweise 3 bis 24 Tage) und Maturation (normalerweise
1 bis 12 Monate). Der Heilungsprozess ist ein komplexer und gut
aufgebauter physiologischer Prozess, der Migration, Proliferation
und Differenzierung einer Vielzahl von Zelltypen wie auch Synthese
von Matrixkomponenten umfasst. Der Heilungsprozess kann in die folgenden
drei Phasen aufgetrennt werden:
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i) Hämostase und Endzündung
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Wenn Thrombozyten außerhalb
des Blutkreislaufsystems vorliegen und Thrombin und Kollagen ausgesetzt
werden, werden sie aktiviert und aggregieren. Auf diese Weise initiieren
Thrombozyten den Reparaturprozess, indem sie aggregieren und einen
temporären
Pfropfen bilden, um eine Hämostase
sicherzustellen und eine Invasion von Bakterien zu verhindern. Die aktivierten
Thrombozyten initiieren das Koagulationssystem und setzen Wachstumsfaktoren,
wie von Thrombozyten abgeleiteter Wachstumsfaktor (PDGF) und epidermale
Wachstumsfaktoren (EGFs) und transformierende Wachstumsfaktoren
(TGFs), frei.
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Die ersten Zellen, die in den Wundbereich
einwandern, sind Neutrophile, gefolgt von Monozyten, die durch Makrophagen
aktiviert werden.
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Die Hauptrolle von Neutrophilen scheint
darin zu bestehen, die Wunde von kontaminierenden Bakterien zu reinigen
oder die Wunde gegen kontaminierende Bakterien zu schützen und
die Heilung der Wunde durch Entfernung toter Zellen und Thrombozyten
zu verbessern. Die Infiltration von Neutrophilen hört innerhalb etwa
der ersten 48 Stunden auf, vorausgesetzt, dass keine Bakterienkontamination
in der Wunde vorliegt. Überschüssige Neutrophile
werden durch Gewebemakrophagen phagozytisiert, wobei diese aus dem
zirkulierenden Pool von Monozyten aus dem Blut rekrutiert werden.
Es wird angenommen, dass Makrophagen für eine effiziente Wundheilung
essentiell sind, da sie für
die Phagozytose von pathogenen Organismen und für die Entfernung von Gewebedebris
verantwortlich sind. Darüber
hinaus setzen sie zahlreiche Faktoren frei, die in anschließenden Events
des Heilungsprozesses involviert sind. Die Makrophagen ziehen Fibroblasten
an, welche mit der Produktion von Kollagen beginnen.
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ii) Granulationsgewebebildung
und Reepithelialisierung
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48 Stunden nach der Verwundung beginnen
Fibroblasten zu proliferieren und aus dem Bindegewebe am Wundrand
in den Wundraum zu wandern. Die Fibroblasten produzieren Kollagene
und Glycosaminogylcane und inter alia stimuliert eine niedrige Sauerstoffspannung
an der Wunde die Proliferation von En dothelzellen. Die Endothelzellen
führen
zur Bildung eines neuen kapillaren Netzwerks.
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Kollagenasen und Plasminogenaktivatoren
werden von Keratinozyten sezerniert. Wenn die Wunde ungestört gelassen
wird und gut mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt ist, werden
Keratinozyten über
die Wunde wandern. Es wird angenommen, dass Keratinozyten nur über lebensfähiges Gewebe
wandern und dem entsprechend wandern die Keratinozyten in den Bereich
unter dem toten Gewebe und der Kruste der Wunde.
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Der Wundbereich wird durch Kontraktion
weiter verringert.
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iii) Dermale Remodellierung
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Sobald die Reepithalisierung beendet
ist, beginnt die Remodellierung des Gewebes. Diese Phase, die mehrere
Jahre dauert, stellt die Festigkeit des verwundeten Gewebes wieder
her.
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Alle oben genannten Heilungsprozesse
nehmen beträchtliche
Zeit in Anspruch. Die Heilungsgeschwindigkeit wird von der Freiheit
der Wunde von einer Infektion, der allgemeinen Gesundheit der Person, dem
Vorliegen von Fremdkörpern,
usw. beeinflusst. Einige pathologische Krankheitsbilder, wie Infektion,
Mazeration, Dehydration, allgemein schlechter Gesundheitszustand
und Fehlernährung,
können
zur Bildung eines chronischen Ulcus, z. B. ischämischem Ulcera, führen.
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Bis mindestens eine oberflächliche
Heilung erfolgt ist, bleibt an der Wunde die Gefahr einer fortgesetzten
oder neuen Infektion bestehen. Je schneller die Wunde heilen kann,
desto schneller wird demnach dieses Risiko entfernt.
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Somit ist jedes Verfahren, das die
Geschwindigkeit der Wundheilung beeinflussen oder die Heilung von
Wunden günstig
beeinflussen kann, von großem
Wert.
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Darüber hinaus umfassen fast alle
Gewebe Reparaturprozesse, die frühe
Bindegewebebildung, eine Stimulation dieser, – und die anschließenden Prozesse
werden als zur Verbesserung der Gewebeheilung angesehen.
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Im vorliegenden Kontext wird der
Ausdruck "klinische
Heilung" verwendet,
um eine Situation zu bezeichnen, in der keine Gewebebeschädigung visuell
beobachtet werden kann und nur einzelne Anzeichen für eine Entzündung vorliegen,
zum Beispiel leichte Rötung
oder an einzelnen Stellen geschwollenes Gewebe. Außerdem gibt
es keine Klagen über
Schmerzen, wenn das Organ entspannt oder unberührt ist.
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Herkömmlicherweise wurden zur Wundpflege
am häufigsten
trockene oder naß-zu-trocken-Verbände verwendet.
Diese werden allmählich
durch feuchte Umgebungen verwendende okklusive Verbände ersetzt. Um
einen fehlenden bzw. versagenden Körperteil erfolgreich zu reparieren
oder zu ersetzen, müssen
die Prozesse der Wundheilung, Fibrose und mikrobiellen Invasion
untereinander ausgewogen sein. Es sind viele Werkzeuge verfügbar, um
eine Infektion abzuwehren, die eine Wundheilung stören könnte. Eine
verzögerte Wundheilung
oder eine Entzündung
kann die Fibrose verschlimmern. Darüber hinaus wurde bereits früher vorgeschlagen,
dass Wachstumsfaktoren wie epidermaler Wachstumsfaktor (EGF), transformierender
Wachstumsfaktor-α (GF-α), von Thrombozyten
abgeleiteter Wachstumsfaktor (PDGF), Fibroblastenwachstumsfaktoren
(FGFs) einschließlich
saurem Fibroblastenwachstumsfaktor (α-FGF) und basischem Fibroblastenwachstumsfaktor
(β-FGF),
transformierender Wachstumsfaktor-β (TGF-β) und Insulin-artige Wachstumsfaktoren (IGF-1
und IGF-2) Konduktoren des Wundheilungsprozesses sind; sie werden
häufig
als Promotoren der Wundheilung bezeichnet; allerdings können sie
tatsächlich
die Fibrose begünstigen,
die wiederum eine erfolgreiche Heilung beeinträchtigen kann. Obgleich eine
beschleunigte Heilung zur Reduzierung des Infektionsrisikos und
der resultierenden Entzündung,
die zur Narbenbildung führen
kann, am vielversprechendsten ist, haben therapeutische Versuche
zur Beschleunigung des normalen Wundheilungsprozesses zu relativ
geringem Erfolg geführt.
Der Grund dafür
ist wahrscheinlich die Tatsache, dass der Reparaturprozess die vereinigte
Beteilung einer Reihe von Faktoren, siehe oben, beinhaltet.
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Dazu haben die Erfinder der vorliegenden
Erfindung beobachtet, dass in verschiedenen Zellkulturen von Fibroblasten
(embryonale, dermale, die aus dem paradontalen Ligament, Fisch oder
Vogel, stammen) zweimal soviel TGFβ1 in den Zellkulturen, die mit
EMDOGAIN(R) (von BIORA AB, S-205 12 Malmö, Schweden),
enthaltend 30 mg gefriergetrocknetes Schmelzmatrixprotein (im Folgenden
abgekürzt
als EMD) und 1 ml Vehikellösung
(Propylenglykolalginat), die vor der Anwendung vermischt worden
waren, es sei denn, das Protein und das Vehikel werden getrennt
untersucht, stimuliert wurden, wobei das Gewichtsverhältnis etwa 85/5/10
zwischen den Hauptprotein-Peaks bei 20, 14 bzw. 5 kDa war) als in
den nicht stimulierten Kulturen produziert, wenn Untersuchungen,
z. B. ELISA in einer Probe aus dem Kulturmedium, angestellt wurden
(siehe Beispiel 1 unten). Die Zunahme ist nach 24-stündiger Kultur
erfolgt, ist aber an den folgenden Tagen (Tag 2 und 3) deutlicher.
Nach dem zweiten Tag ist in Zellkulturen, die mit EMDOGAIN(R) stimuliert wurden, auch die Zellproliferation
verstärkt.
Eine ähnliche,
aber weniger ausgeprägte
Erhöhung
der TGFβ1-Produktion wird in humanen
Epithelialzellen beobachtet. Da TGFβ1 bei der Epithelialisierung
von oberflächlichen
Wunden von zentraler Bedeutung zu sein scheint, stützen diese
Feststellungen das Konzept der Erfindung.
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In der Mundhöhle ist die Verwendung von
Verbänden
(dressings) üblich.
Solche Verbände
gehören zum
tradionellen Typ, z. B. Surgipads, um die Blutung zu stoppen, und
ein paradontaler Coe-Pack-Verband (Coe Laboratories, the GC Group,
Chicago, USA) bei offenen Wunden; Gaze, getränkt in antibiotischer Lösung, wird
in Zahnextraktionsalveoli eingesetzt und erfordert nach einigen
Tagen die Entfernung, wenn die Heilung begonnen hat. Ein Spülen mit
Antiseptika, wie Chlorhexidin, wird nach der Kieferchirurgie regelmäßig angewendet.
Manchmal werden auch allgemeine oder topische Antibiotika verschrieben.
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Im Allgemeinen müssen spezifische Vorsichtsmaßnahmen
im Zusammenhang mit einer Wundbehandlung in Betracht gezogen werden,
z. B. Sterilitätsbetrachtungen,
Kontaminationsprobleme, korrektes Anlegen von Bandagen/Verbänden, usw.,
was es normalerweise erforderlich macht, dass die Behandlung/das Anlegen
von gut ausgebildeten Krankenschwestern oder dergleichen durchgeführt wird.
So wird eine Wundbehandlung oft ein sehr teures Verfahren, wenn
das Wundheilungsmittel mehrmals täglich angewendet werden muss.
Eine gewünschte
Reduktion bei den Kosten, die mit einer Wundheilungsbehandlung involviert
sind, ist daher erreichbar, wenn die Anwendungshäufigkeit verringert werden
kann oder wenn die Heilungsprozesse verbessert werden, was zu einer
Verkürzung
des Zeitraums führt,
der zur Heilung der Wunde erforderlich ist.
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Die Erfinder der vorliegenden Erfindung
haben nun beobachtet, dass nach Anwendung von Schmelzmatrixproteinen
und/oder Schmelzmatrixderivaten das Entzündungsstadium verkürzt ist
und die typischen Anzeichen wie Wärme, Rötung, Ödem und Schmerz weniger wahrnehmbar
sind.
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Die therapeutische und/oder prophylaktische
Aktivität
von Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivaten und/oder Schmelzmatrixproteinen
kann natürlich
in in vivo-Tests unter Verwendung von Versuchen an Tier oder Mensch
(siehe den experimentellen Teil hierin) bewiesen werden. Allerdings
kann ein Hinweis für
die Wirksamkeit und/oder Aktivität
von Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivaten und/oder Schmelzmatrixproteinen erhalten
werden, indem relativ einfache in vitro-Tests, z. B. Zellkulturen
umfassende Tests, durchgeführt
werden.
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In Verbindung mit der Behandlung
von Wunden/Ulcera ist ein Debridement und eine Wundreinigung von
besonderer Bedeutung. Es wird angenommen, dass die Reinigung und/oder
das Debridement von Wunden/Ulcera eine Voraussetzung für den Heilungsprozess
sind und dass außerdem,
wenn Wundheilungsmittel angewendet werden, solche Mittel ihre Wirkung
auf frisches und vitales Gewebe und nicht auf totes Gewebe oder
kontaminiertes Gewebe ausüben
müssen.
Ein Debridement von nekrotischem Gewebe kann durch mindestens vier
unterschiedliche Verfahren erfolgen: i) scharfes Debridement, ii)
mechanisches Debridement, iii) enzymatisches Debridement, und iv)
autolytisches Debridement.
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Daher betrifft die vorliegende Erfindung
die Verwendung eines Debridement-Verfahrens in Kombination mit der
Verwendung von Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivaten und/oder Schmelzmatrixproteinen
für die Heilung
oder Prävention
von Wunden. Eine derartige Kombinationstherapie beinhaltet die folgenden
Stufen, nämlich
i) ein Debridement-Verfahren, und ii) Auftragen einer Schmelzmatrix,
von Schmelzmatrixderivaten und/oder Schmelzmatrixproteinen; die
zwei Stufen können
so oft durchgeführt
werden, wie es gewünscht
wird, und können
in beliebiger geeigneter Reihenfolge durchgeführt werden.
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Wenn die Wunde einem Debridement
unterzogen wurde, können
die Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate und/oder Schmelzmatrixproteine
entweder direkt auf oder in die Wunde aufgetragen werden oder können in
Form einer geeigneten pharmazeutischen Zusammensetzung, z. B. einem
trockenen oder feuchten, sauberen Verband, in den die Schmelzmatrix,
Schmelzmatrixderivate und/oder Schmelzmatrixproteine eingearbeitet
wurden, aufgebracht werden. Die Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate
und/oder Schmelzmatrixproteine können
natürlich
auch in Verbindung mit einem Reinigen der Wunde aufgebracht werden.
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Wie später diskutiert werden wird,
können
die Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate und/oder Schmelzmatrixproteine
als solche verwendet werden oder sie können in einer geeigneten Zubereitung
oder pharmazeutischen Zusammensetzung verwendet werden.
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Infektionsmindernde
Wirkung
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden
Erfindung werden die Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate und/oder
Schmelzmatrixproteine als therapeutische oder prophylaktische Mittel
mit antimikrobieller Wirkung verwendet. Die Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate
und/oder Schmelzmatrixproteine weisen infektionsmindernde Eigenschaften
auf.
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Im Kontext mit der vorliegenden Erfindung
bezieht sich der Ausdruck "infektionsmindernde
Wirkung" auf eine
Behandlungswirkung oder eine präventive
Wirkung durch die Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate und/oder
Schmelzmatrixproteine bei einer Infektion in einem Gewebe eines
Individuums, wenn das Gewebe oder das Individuum mit der Schmelzmatrix,
den Schmelzmatrixderivaten und/oder Schmelzmatrixproteinen behandelt
wird.
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Der Ausdruck "Infektion" betrifft die Invasion und Vermehrung
von Mikroorganismen in Körpergeweben
oder eine Akkumulation an den Geweben, die klinisch inapparent sein
kann oder zu einer lokalen zellulären Verletzung durch kompetitiven
Metabolismus, Enzyme, Toxine, intrazelluläre Replikation oder Antigen-Antikörper-Reaktion
führt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann die Infektion, der vorgebeugt werden soll und/oder die behandelt
werden soll, durch einen Mikroorganismus verursacht sein. Die Mikroorganismen,
die in der vorliegenden Erfindung von Interesse sind, umfassen Bakterien,
Viren, Hefen, Schimmelpilze, Protozoen und Rickettsien.
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Im vorliegenden Kontext bedeutet
der Ausdruck "antibakterielle
Wirkung", dass das
Wachstum von Bakterien unterdrückt
wird oder die Bakterien zerstört
werden. Der Ausdruck ist nicht auf bestimmte Bakterien begrenzt,
sondern umfasst im Allgemeinen jedes Bakterium. Allerdings konzentriert
sich die Erfindung auf i) pathogene Bakterien, die bei Säugetieren
einschließlich
Menschen Krankheiten hervorrufen und/oder ii) Bakterien, die normalerweise
im Säugetierkörper vorhanden
sind und die unter bestimmten Bedingungen unerwünschte Zustände im Körper verursachen können.
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Dem entsprechend betrifft die Erfindung
die Verwendung einer aktiven Schmelzsubstanz zur Prävention
und/oder Behandlung von bakteriellem Wachstum an einer Körperoberfläche, zum
Beispiel Haut, Schleimhautoberfläche
oder eine Nagel- oder Zahnoberfläche.
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Allgemeine und spezifische
Beschreibung der bakteriellen Krankheitsbilder, denen entgegengewirkt
werden soll.
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Die Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate
und/oder Schmelzmatrixproteine können
zur Behandlung einer Infektion, die durch Bakterien verursacht wird,
zusammen mit oder ohne Vorliegen eines antimikrobiellen Mittels
eingesetzt werden. Gram-negative Bakterien, die mit der aktiven
Schmelzsubstanz zu behandeln sind, könnten sein: Kokken, wie Neisseria
(z. B. N. meningitis, N. gonorrhoeae), und Acinetobacter oder Stäbchen, wie
Bacteroides (z. B. B. fragilis), Bordetella (z. B. B. pertussis,
B. parapertussis), Brucella (z. B. B. melitentis, B. abortus Bang,
B. suis), Campylobacter (z. B. C. jejuni, C. coli, C. fetus), Citrobacter,
Enterobacter, Escherichia (z. B. E. coli), Haemophilus (z. B. H.
influenzae, H. parainfluenzae), Klebsiella (z. B. K. pneumoniae),
Legionella (z. B. L. pneumophila), Pasteurella (z. B. P. yersinia,
P. multocida), Proteus (z. B. P. mirabilis, P. vulgaris), Pseudomonas
(z. B. P. aeruginosa, P. pseudomallei, P. mallei), Salmonella (z.
B. S. enteritidis, S. infantitis, S. Dublin, S. typhi, S. paratyphi,
S. schottmülleri,
S. choleraesula, S. typhimurium, oder einer der 2500 anderen Serotypen),
Serratia (z. B. S. marscences, S. lquifaciens), Shigella (z. B.
S. sonnei, S. flexneri, S. dysenteriae, S. boydii), Vibro (z. B.
V. cholerae, V, el tor) und Yersinia (z. B. Y. enterocolitica, Y.
pseudotuberculosis, Y. pestis). Gram-positive Bakterien, die mit
der aktiven Schmelzsubstanz zu behandeln sind, könnten sein: Kokken, wie Streptocuccus
(z. B. S. pneumoniae, S. viridans, S. faecalis, S. pyogenes), Staphylococcus
(z. B. S. aureus, S. epidermidis, S. saprophyticus, S. albus) und
Stäbchen,
wie Actinomyces (z. B. A. israelli), Bacillus (z. B. B. cereus,
B. subtilis, B. anthracis), Clostridium (z. B. C. botulinum, C.
tetani, C. perfringens, C. difficule), Corynebacterium (z. B. C.
diphtheriae), Listeria und Providencia. Weitere Bakterien, die Infektionen
hervorrufen, umfassen Propionobacterium acne und Pityosporon ovale.
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Die Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate
und/oder Schmelzmatrixproteine können
auch zur Behandlung einer Infektion verwendet werden, die durch
eine Spirochete wie z. B. Borrelia, Leptospira, Treponema oder Pseudomonas
verursacht wird.
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Ein Bakteriostatikum, das in Kombination
mit der Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivaten und/oder Schmelzmatrixproteinen
zu verwenden ist, könnte
ein Bakteriostatikum sein, das durch Inhibierung der Zellwandsynthese
eine antimikrobielle Wirkung hat, wie β-Lactame und Vancomycin, vorzugsweise
Penicilline, wie Amdinocillin, Ampicillin, Amoxicillin, Aziocillin,
Bacampicillin, Benzathinpenicillin G, Carbenicillin, Cloxacillin, Cyclacillin,
Dicloxacillin, Methicillin, Mezlocillin, Nafcillin, Oxacillin, Penicillin
G, Penicillin V, Piperacillin und Ticarcillin; Cephalosporine, wie
die Arzneimittel der ersten Generation Cefadroxil, Cefazolin, Cephalexin,
Cephalothin, Cephapirin und Cephradin, die Arzneimittel der zweiten
Generation Cefaclor, Cefamandol, Cefonicid, Ceforanid, Cefoxitin
und Cefuroxim, oder die Cephalosporine der dritten Generation Cefoperazon,
Cefotaxim, Cefotetan, Ceftazidim, Ceftizoxim, Ceftriaxon und Moxalactam;
Carbapeneme wie Imipenem; oder Monobactame wie Aztreonam.
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Andere Bakteriostatika mit Wirkung
durch Hemmung der Proteinsynthese, wie Chloramphenicol; andere Tetrazykline,
vorzugsweise Demeclocyclin, Doxycyclin, Methacyclin, Minocyclin
und Oxytetracyclin; Aminoglycoside wie Amikacin, Gentamicin, Kanamycin,
Neomycin, Netilmicin, Paromomycin, Spectinomycin, Streptomycin und
Tobramycin; Polymyxine wie Colistin, Colistimathat und Polymyxin
B, und Erythromycine und Lincomycine; Bakteriostatika mit Wirkung
durch Inhibierung der Nukleinsäuresynthese,
insbesondere Sulfonamide wie Sulfacytin, Sulfadiazin, Sulfisoxazol,
Sulfamethoxazol, Sulfamethizol und Sulfapyridin; Trimethoprim, Chinolone,
Novobiocin, Pyrimethamin und Rifampin.
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In einer spezifischen Ausführungsform
der Erfindung liegt die Infektion in der Mundhöhle vor und die Infektion kann
ein bakterielles Krankheitsbild sein.
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Mundbakterien, deren Kontakt inhibiert
wird oder die in anderer Weise bekämpft werden. Beispiele (keine
Krankheitsbilder) umfassen
- – Bakterien, die Karies verursachen,
z. B. Streptococcus mutans, Lactobacillus spp.,
- – Bakterien,
die eine paradontale bzw. periodontale Krankheit verursachen, z.
B. Actinobacillus actinomycetemcomitans, Porphyromonas gingivalis,
Prevotella intermedia, Peptostreptococcus micros, Gampylobacter
(Fusobacteria, Staphylococci), B. forsythus,
- – Bakterien,
die Alveolitis usw. verursachen, z. B. Staphylococcus, Actinomyces
und Bacillus,
- – Bakterien,
die periapikale Läsionen
verursachen, z. B. Spirochetes und alle oben genannten.
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Antiinflammatorische
Wirkung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auch auf die Verwendung von Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivaten
und/oder Schmelzmatrixproteinen als therapeutische oder prophylaktische
Mittel mit antiinflammatorischer Wirkung.
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Es wurden verschiedene Arzneimittel
verwendet, um die Erscheinungsformen von Entzündungen zu unterdrücken, ein schließlich der
Adrenocarticosteroide, der großen
Gruppe, die die sogenannten nicht-steroidalen antiinflammatorischen
Arzneimittel oder NSAIDs umfasst, und Arzneimittel, wie immunsupprimierende Mittel.
Adrenocorticoide und spezielle Glucocorticoide haben starke antiinflammatorische
Wirkungen, wenn sie in pharmakologischen Dosen eingesetzt werden.
Sie hemmen speziell die frühe
vaskuläre
Phase des inflammatorischen Prozesses, indem sie die vaskuläre Permeabilität verringern
und dadurch die Granulozytenmigration verringern. Glucocorticoide
Wechselwirken auch mit späten
inflammatorischen und reparativen Prozessen, indem sie die Proliferation
von Mesenchymzellen und die Produktion von extrazellulären Makromolekülen, einschließlich Proteoglykanen
und Kollagen, inhibieren. Es wurde experimentell gezeigt, dass Glucocorticoide beispielsweise
die Makrophagenfunktion, die Produktion von humoralen Antikörpern, die
zelluläre
Immunität und
möglicherweise
die Freisetzung von lysosomalen Enzymen hemmen.
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Die Schwere einer Gewebeschädigung kann
von der Antigen-Antikörper-Reaktion
des Organismus wie auch vom Grad der Retention inflammatorischer
Produkte im betroffenen Bereich abhängen. Eine Akkumulation von
Mediatoren der lokalen Entzündung
beschleunigt den Prozess. In den meisten Fällen ist der Prozess langsam
und umfasst eine Immuninfiltration des Gewebes und Bildung von Granulationsgewebe,
das inflammatorische Zellen enthält.
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Im vorliegenden Kontext bezeichnet
der Ausdruck "antiinflammatorische
Wirkung" die Bekämpfung oder
Unterdrückung
einer Entzündung.
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Allgemeine und spezifische
Beschreibung der Art der Entzündungs-
(bzw. inflammatorischer) Krankheitsbilder, die zu behandeln sind
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Das gemäß der vorliegenden Erfindung
zu behandelnde inflammatorische Krankheitsbild kann natürlich ein
beliebiges inflammatorisches Krankheitsbild in/an irgendeinem Teil
des Körpers
oder irgendein inflammatorisches Krankheitsbild, das in weichem
oder hartem Gewebe vorliegt, sein. In einer Ausführungsform der Erfindung ist
das inflammatorische Krankheitsbild in der Mundhöhle. Beispiele für Krankheitsbilder
in der Mundhöhle
sind Alveolitis, Cheilitis, Knochennekrose (nach Trauma), Frakturen.
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In einer anderen Ausführungsform
der Erfindung liegt das inflammatorische Krankheitsbild an einer Knochenspenderstelle
vor. In einer dritten Ausführungsform
der Erfindung liegt das inflammatorische Krankheitsbild in einer
Gelenkhöhle
vor. Beispiele für
solche inflammatorischen Krankheitsbilder sind rheumatoide Arthritis
und verwandte Krankheitsbilder.
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Antibakteriell
gegen antiinflammatorisch
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Im Gegensatz zu vielen derzeit verwendeten
Antibiotika werden Schmelzmatrixproteine eine Wundheilung nicht
negativ beeinträchtigen
und umgekehrt lässt
die schnelle Wundheilung keinen Raum für eine Entwicklung chronischer
oder langandauernder Entzündungsprozesse.
Die Reorganisation von geeigneten Geweben, wie sie zum Beispiel
nach Anwendung von Schmelzmatrixderivaten auf paradontale Defekte
beschrieben wurde, wird durch eine schnelle Wundheilung ohne Bakterien
oder inflammatorische Reaktionen klar begünstigt.
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Die Anwendung von Schmelzmatrix,
Schmelzmatrixderivaten und/oder Schmelzmatrixproteinen führt zu einer
schnellen Wundheilung chirurgischer Schnitte, möglicherweise durch Schaffung
einer Oberfläche,
die in Kontakt mit Bakterien deren Wachstum hemmt, aber gleichzeitig
die Fibroblastenmigra tion und Kollagensynthese verstärkt. Wenn
die inflammatorische Stufe verkürzt
ist, sind die typischen Anzeichen wie Wärme, Rötung, Ödem und Schmerzen weniger wahrnehmbar.
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Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate
und Schmelzmatrixproteine
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Schmelzmatrix ist eine Vorstufe zu
Schmelz und kann aus irgendeiner relevanten natürlichen Quelle erhalten werden,
d. h. von einem Säuger,
bei dem Zähne
in Entwicklung sind. Eine geeignete Quelle sind sich entwickelnde
Zähne von
geschlachteten Tieren, z. B. Kälber,
Schweine oder Lämmer.
Eine andere geeignete Quelle ist beispielsweise Fischhaut.
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Schmelzmatrix kann aus sich entwickelnden
Zähnen
hergestellt werden, wie es bereits früher beschrieben wurde (EP-B-0 337 967 und EP-B-0
263 086). Die Schmelzmatrix wird abgeschabt und Schmelzmatrixderivate
werden zum Beispiel durch Extraktion mit wässriger Lösung, wie z. B. ein Puffer,
eine verdünnte Säure oder
Base oder ein Wasser/Lösungsmittel-Gemisch, gefolgt
von Größenausschluss,
Entsalzung und anderen Reinigungsstufen, gegebenenfalls mit anschließender Gefriertrocknung,
hergestellt. Enzyme können durch
Behandlung mit Hitze oder Lösungsmittel
desaktiviert werden, wobei in diesem Fall die Derivate in flüssiger Form
ohne Gefriertrocknung gelagert werden können.
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Im vorliegenden Kontext sind Schmelzmatrixderivate
Derivate von Schmelzmatrix, die ein oder verschiedene Schmelzmatrixprotein(e)
oder Teile solcher Proteine enthalten, welche natürlicherweise
durch abwechselndes Splicing oder Verarbeiten oder entweder durch
enzymatische oder chemische Spaltung eines Proteins natürlicher
Länge oder
durch in vitro- oder
in vivo-Synthese von Polypeptiden (rekombinate DNA-Verfahren oder Kultivierung
von diploiden Zellen) produziert werden. Schmelzmatrixproteinderivate
umfassen auch mit Schmelzmatrix verwandte Polypeptide oder Proteine.
Die Polypeptide oder Proteine können
an ein geeignetes biologisch abbaubares Trägermolekül, zum Beispiel Polyaminosäuren oder
Polysaccharide oder Kombinationen davon, gebunden sein. Darüber hinaus
umfasst der Ausdruck "Schmelzmatrixderivate" auch synthetische
analoge Substanzen.
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Proteine sind biologische Makromoleküle, die
durch Aminosäurereste
gebildet werden, die durch Peptidbindungen aneinander gebunden sind.
Proteine als lineare Aminosäurepolymere
werden auch Polypeptide genannt. Typischerweise haben Proteine 50
bis 800 Aminosäurereste
und daher Molekulargewichte im Bereich von etwa 6000 bis etwa mehreren
Hunderttausend Dalton oder mehr. Kleine Proteine werden Peptide oder
Oligopeptide genannt.
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Schmelzmatrixproteine sind Proteine,
die normalerweise in der Schmelzmatrix vorliegen, d. h. die Vorstufe
für Schmelz
(Ten Cate: Oral Histology, 1994; Robinson: Eur. J. Oral Science,
Jan. 1998, 106 Anhang 1:282–91),
oder Proteine, die durch Spaltung solcher Proteine erhalten werden
können.
Im Allgemeinen haben solche Proteine ein Molekulargewicht unter
120 000 Dalton und umfassen Amelogenine, Nicht-Amelogenine, Prolin-reiche
Nicht-Amelogenine, Ameline (Ameloblastin, Sheathlin) und Tufteline.
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Beispiele für Proteine zur Verwendung gemäß der vorliegenden
Erfindung sind Amelogenine, Prolin-reiche Nicht-Amelogenine, Tuftelin, Tuftproteine,
Serumproteine, Speichelproteine, Amelin, Ameloblastin, Sheathlin
und Derivate davon und Gemische davon. Eine Zubereitung, die eine
aktive Schmelzsubstanz enthält,
zur Verwendung gemäß der Erfindung
kann auch mindestens zwei der vorstehend genannten Proteinartigen
Substanzen enthalten. Ein handelsübliches Produkt, das Amelogenine
und möglicherweise
andere Schmelzmatrixproteine enthält, ist als EMDOGAIN(R) (Biora AB) im Handel.
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Im Allgemeinen sind die Hauptproteine
einer Schmelzmatrix als Amelogenine bekannt. Sie bilden etwa 90
Gew.-% der Matrixproteine. Die verbleibenden 10 Gew.-% umfassen
Prolinreiche Nicht-Amelogenine, Tuftelin, Tuftproteine, Serumproteine
und mindestens ein Speichelprotein; es können aber auch andere Proteine vorliegen,
z. B. Amelin (Ameloblastin, Sheathlin), die in Verbindung mit Schmelzmatrix
identifiziert wurden. Darüber
hinaus können
die verschiedenen Proteine zu verschiedenen unterschiedlichen Größen (d.
h. verschiedenen Molekulargewichten) synthetisiert und/oder prozessiert
werden. So wurde festgestellt, dass die dominierenden Proteine in
Schmelzmatrix, die Amelogenine, in verschiedenen unterschiedlichen
Größen vorliegen
können,
die zusammen supramolekulare Aggregate bilden. Sie sind deutlich
hydrophobe Substanzen, die unter physiologischen Bedingungen Aggregate
bilden. Sie können
andere Proteine oder Peptide tragen oder Träger für diese sein.
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Andere Proteinsubstanzen werden als
zur Verwendung gemäß der vorliegenden
Erfindung geeignet angesehen. Beispiele umfassen Proteine wie Prolin-reiche
Proteine und Polyprolin. Andere Beispiele für Substanzen, die für eine Verwendung
gemäß der vorliegenden
Erfindung als geeignet angesehen werden, sind Aggregate solcher
Proteine, von Schmelzmatrixderivaten und/oder von Schmelzmatrixproteinen
wie auch Metabolite von Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivaten und
Schmelzmatrixproteinen. Die Metabolite können eine beliebige Größe haben,
die von der Größe von Proteinen
bis zu der kurzer Peptide reicht.
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Wie oben angegeben wurde, haben die
Proteine, Polypeptide oder Peptide zur Verwendung gemäß der vorliegenden
Erfindung typischerweise ein Molekulargewicht von höchstens
et wa 120 kDa, wie beispielsweise höchstens 100 kDa, 90 kDa, 80
kDa, 70 kDa oder 60 kDa, wie es durch SDS-Page-Elektrophorese bestimmt
wird.
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Die Proteine zur Verwendung gemäß der vorliegenden
ERfindung liegen normalerweise in Form einer Zubereitung vor, in
der der Proteingehalt der aktiven Schmelzsubstanz in der Zubereitung
im Bereich von etwa 0,05 Gew.-% bis 100 Gew.-%, z. B. etwa 5 bis
99 Gew.-%, etwa 10 bis 95 Gew.-%, etwa 15 bis 90 Gew.-%, etwa 20
bis 90 Gew.-%, etwa 30 bis 90 Gew.-%, etwa 40 bis 85 Gew.-%, etwa
50 bis 80 Gew.-%, etwa 60 bis 70 Gew.%, etwa 70 bis 90 Gew.-% oder
etwa 80 bis 90 Gew.-% liegt.
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Eine Zubereitung einer aktiven Schmelzsubstanz
zur Verwendung gemäß der vorliegenden
Erfindung kann auch ein Gemisch von aktiven Schmelzsubstanzen mit
unterschiedlichen Molekulargewichten enthalten.
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Die Proteine einer Schmelzmatrix
können
in einen Teil mit hohem Molekulargewicht und einen Teil mit niedrigem
Molekulargewicht eingeteilt werden und es wurde festgestellt, dass
eine gute definierte Fraktion von Schmelzmatrixproteinen wertvolle
Eigenschaften bezüglich
einer Behandlung von paradontalen Defekten (d. h. paradontalen Wunden)
besitzt. Diese Fraktion enthält
mit Essigsäure
extrahierbare Proteine, die im Allgemeinen als Amelogenine bezeichnet
werden, und bildet den Teil einer Schmelzmatrix mit niedrigem Molekulargewicht
(siehe EP-B-0 337 967 und EP-B-0 263 086).
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Wie oben diskutiert wurde, hat der
Teil einer Schmelzmatrix mit niedrigem Molekulargewicht geeignete Aktivität zur Induzierung
einer Bindung zwischen harten Geweben bei paradontalen Defekten.
Im vorliegenden Kontext sind die aktiven Proteine allerdings nicht
auf den Teil einer Schmelzmatrix mit niedrigem Molekulargewicht
beschränkt.
Derzeit umfassen bevorzugte Proteine Schmelzmatrixproteine wie zum
Beispiel Amelogenin, Amelin, Tuftelin, usw. mit Molekulargewichten
(gemessen in vitro mit SDS-PAGE) unter etwa 60 000 Dalton, allerdings
zeigen Proteine mit einem Molekulargewicht von über 60 000 Dalton vielversprechende
Eigenschaften als Kandidaten zur Wundheilung als antibakterielle
und/oder antiinflammatorische Mittel.
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Dem entsprechend wird davon ausgegangen,
dass die aktive Schmelzsubstanz zur Verwendung gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Molekulargewicht von bis zu etwa 40 000 hat, z. B.
ein Molekulargewicht zwischen etwa 5 000 und etwa 25 000.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung
liegen auch Peptide, wie sie in WO 97/02730 beschrieben sind, d.
h. Peptide, die mindestens ein Sequenzelement, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus den Tetrapeptiden DGEA (Asp-Gly-Glu-Ala),
VTKG (Val-Thr-Lys-Gly), EKGE (Glu-Lys-Gly-Glu) und DKGE (Asp-Lys-Gly-Glu), umfassen
und die außerdem
eine Aminosäuresequenz
umfassen, aus der ein fortlaufender Strang aus 20 Aminosäuren zu
einem Grad von mindestens 80% mit einem Strang aus Aminosäuren derselben
Länge,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus der Aminosäuresequenz, die in SEQ ID Nr.
1 dargestellt ist, und einer Sequenz, die aus den Aminosäuren 1 bis
103 von SEQ ID Nr. 1 und den Aminosäuren 6 bis 324 von SEQ ID Nr.
2 besteht, identisch ist.
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Mit dem Ausdruck "Sequenzidentität" ist die Identität in einer Aminosäuresequenz
in Übereinstimmung bezüglich Identität und Position
der Aminosäuren
der Peptide gemeint. Eine Lücke
wird gegebenenfalls als Nicht-Identität für eine oder mehrere Aminosäuren gezählt.
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Solche Peptide können 6 bis 300 Aminosäuren, z.
B. mindestens 20 Aminosäuren,
mindestens 30 Aminosäuren,
zum Beispiel mindestens 60 Aminosäuren, mindestens 90 Aminosäuren, mindestens
120 Aminosäuren,
mindestens 150 Aminosäuren
oder mindestens 200 Aminosäuren
umfassen.
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Ein Verfahren zur Isolierung von
Schmelzmatrixproteinen beinhaltet eine Extraktion der Proteine und eine
Entfernung von Calcium- und Phosphationen aus solubilisiertem Hydroxyapatit
durch ein geeignetes Verfahren, z. B. Gelfiltration, Dialyse oder
Ultrafiltration (siehe z. B. Janson, J-C & Ryden, L. (Herausg.), Protein purification,
VCH Publishers 1989 und Harris, ELV & Angal, S., Protein purification
methods – A
practical approach, IRL Press, Oxford 1990).
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Eine typische lyophilisierte Proteinzubereitung
kann hauptsächlich
oder ausschließlich
bis zu 70 bis 90% Amelogenine mit einem Molekulargewicht (MG) zwischen
40 000 und 5 000 Dalton enthalten, wobei 10 bis 30% kleinere Peptide,
Salze und Rest Wasser ausmachen. Die Hauptproteinbanden sind bei
20 kDa, 12 bis 14 kDa und etwa 5 kDa.
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Durch Trennung der Proteine, z. B.
durch Präzipitation,
Ionenaustauschchromatographie, präparative Elektrophorese, Gelpermeationschromatographie,
Umkehrphasenchromatographie oder Affinitätschromatographie, können die
Amelogenine mit unterschiedlichem Molekulargewicht gereinigt werden.
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Die Kombination der Amelogenin-Molekulargewichte
kann verändert
werden, von einer dominierenden 20 kDa-Verbindung bis zu einem Aggregat
aus Amelogeninen mit vielen unterschiedlichen Molekulargewichten
zwischen 40 und 5 kDa, und zu einer dominierenden 5 kDa-Verbindung.
Andere Schmelzmatrixproteine, zum Beispiel Amelin, Tuftelin oder
proteolytische Enzyme, die normalerweise in Schmelzmatrix gefunden werden, können zugesetzt
werden und durch das Amelogeninaggregat getragen werden.
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Als alternative Quelle der Schmelzmatrixderivate
oder -proteine kann man auch allgemein anwendbare Synthesewege,
die einem Fachmann auf diesem Gebiet gut bekannt sind, anwenden
oder kultivierte Zellen oder Bakterien, die durch rekombinante DNA-Techniken
modifiziert wurden (siehe zum Beispiel Sambrook, J. et al.: Molecular
cloning, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989), verwenden.
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Physikalisch-chemische
Eigenschaften von Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivaten und Schmelzmatrixproteinen
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Im Allgemeinen sind die Schmelzmatrix,
Schmelzmatrixderivate und Schmelzmatrixproteine hydrophobe Substanzen,
d. h. speziell bei erhöhten
Temperaturen in Wasser wenig löslich.
Im Allgemeinen sind diese Proteine bei nichtphysiologischen pH-Werten
und bei niedriger Temperatur, wie etwa bei 4 bis 20°C, löslich, während sie
bei Körpertemperatur
(35 bis 37°C)
und neutralem pH aggregieren und präzipitieren werden.
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Die Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate
und/oder Schmelzmatrixproteine zur Verwendung gemäß der vorliegenden
Erfindung umfassen auch eine aktive Schmelzsubstanz, wobei mindestens
ein Teil der aktiven Schmelzsubstanz in Form von Aggregaten vorliegt
oder nach in vivo-Anwendung zur Bildung von Aggregaten fähig ist.
Die Partikelgröße der Aggregate
liegt im Bereich von etwa 20 nm bis etwa 1 μm.
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Es wird davon ausgegangen, dass die
Löslichkeitseigenschaften
der Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate und/oder Schmelzmatrixproteine
im Zusammenhang mit der prophylaktischen und therapeutischen Aktivität der Substanzen
von Bedeu tung sind. Wenn eine Zusammensetzung, die die Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate
und/oder Schmelzmatrixproteine (im Folgenden mit dem allgemeinen
Ausdruck "aktive Schmelzsubstanz" bezeichnet) enthält, z. B.
einem Menschen verabreicht wird, werden die proteinhaltige Substanzen
in Folge des pH, der normalerweise unter physiologischen Bedingungen
vorliegt, präzipitieren.
Auf diese Weise wird eine Schicht aus Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivaten
und/oder Schmelzmatrixproteinen an der Anwendungsstelle gebildet
und diese Schicht (die auch eine molekulare Schicht in solchen Fällen sein kann,
in denen Aggregate gebildet wurden) ist unter physiologischen Bedingungen
schwer abzuspülen.
In Folge der bioadhäsiven
Eigenschaften der Substanzen (siehe unten) wird außerdem die
präzipitierte
Schicht auch an der Grenze zwischen der präzipitierten Schicht und dem
Gewebe fest an das Gewebe gebunden. Die Protein-artige Schicht bedeckt
somit das Gewebe, auf das die Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate
und/oder Schmelzmatrixproteine oder Zusammensetzungen daraus aufgebracht
wurden; und die aktiven Schmelzsubstanzen werden für einen
längeren
Zeitraum in situ gehalten, d. h. es ist nicht notwendig, die aktive
Schmelzsubstanz(en) innerhalb kurzer Intervalle zu verabreichen.
Darüber
hinaus kann die in situ gebildete Schicht fast mit einem okklusiven
Verband verglichen werden, d. h. die gebildete Schicht schützt das
Gewebe, auf dem die Schicht ausgebildet ist, vor der Umgebung. Im
Fall eines Wundgewebes, eines infizierten Gewebes oder eines entzündeten Gewebes
schützt
eine solche Schicht das Gewebe vor einer weiteren Kontamination
durch Mikroorganismen, die in der Umgebung vorhanden sind. Darüber hinaus
kann die proteinhaltige Schicht ihre Wirkung auch durch direkten
Kontakt mit dem Gewebe oder mit Mikroorganismen, die in, auf oder
am Gewebe vorliegen, ausüben.
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Um es möglich zu machen, dass eine
proteinhaltige Schicht in situ nach Auftragen ausgebildet wird, kann
es vor teilhaft sein, eine geeignete Puffersubstanz in eine pharmazeutische
oder kosmetische Zusammensetzung der Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate
und/oder Schmelzmatrixproteine einzuarbeiten; der Zweck einer solchen
Puffersubstanz könnte
darin bestehen, die Auflösung
der aktiven Schmelzsubstanz an der Anwendungsstelle zu verhindern.
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Es wurde auch beobachtet (von den
Erfindern der vorliegenden Erfindung), dass die Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate
und Schmelzmatrixproteine bioadhäsive
Eigenschaften besitzen, d. h. sie haben die Fähigkeit, sich an Haut- oder
Schleimhautoberflächen
anzuheften. Diese Eigenschaften sind in Verbindung mit einer therapeutischen
und/oder prophylaktischen Behandlung zumindest aus den folgenden
Gründen
nützlich:
- – die
prophylaktisch und/oder therapeutisch aktive(n) Substanz(en) können für einen
verlängerten
Zeitraum an der Anwendungsstelle gehalten werden (d. h. i) die Verabreichungshäufigkeit
kann reduziert werden, ii) der Effekt einer kontrollierten Freisetzung
der aktiven Substanz ist erreichbar und/oder iii) eine lokale Behandlung
der Anwendungsstelle ist verbessert);
- – die
Substanzen können
selbst als Vehikel für
andere prophylaktisch oder therapeutisch aktive Substanzen geeignet
sein, da ein Vehikel, das Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate und/oder
Schmelzmatrixproteine enthält,
als bioadhäsives
Vehikel formuliert werden kann (d. h. ein neues bioadhäsives Arzneimittelabgabesystem,
das auf den bioadhäsiven
Eigenschaften von Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivaten und/oder Schmelzmatrixproteinen
basiert).
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Theorien bezüglich eines
Wirkmechanismus
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Schmelzmatrix ist ein Beispiel einer
extrazellulären
Proteinmatrix, die sich an Mineraloberflächen wie auch an proteinhaltige
(bzw. protein-artige) Oberflächen
anheftet. Bei physiologischem pH und physiologischer Temperatur
bilden die Proteine ein unlösliches
supra-molekulares Aggregat (Fincham et al. in J. Struct. Biol., März-April
1994, 112(2):103– 9
und in J. Struct. Biol., Juli-August 1996, 115(1):50–9), das
durch proteolytische Enzyme allmählich
abgebaut wird (tritt sowohl in vivo als auch in vitro auf, vorausgesetzt,
dass die Proteasen keiner Inaktivierung unterzogen wurden).
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Die jüngere Beobachtung, dass Schmelzmatrix
während
der Wurzel- und Wurzelzementumbildung gebildet wird und zeitweise
vorliegt, kann erklären,
wie eine Anwendung von Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivaten und/oder
Schmelzmatrixproteinen die Regeneration von paradontalen Gewebe
begünstigt.
Allerdings ist die Beobachtung, die der vorliegenden Erfindung zugrunde
liegt, die, dass Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate und/oder Schmelzmatrixproteine
auch eine antiinfektiöse
und antiinflammatorische Wirkung haben.
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Bei vielen Spezies werden Überreste
an Schmelzmatrix in der neu mineralisierten Krone gefunden, wenn
ein Zahn in die Mundhöhle
durchbricht. Es könnte
argumentiert werden, dass ein neuer Zahn für einen Bakterienangriff durch
normale Mundbakterien sehr anfällig
wäre, wenn
er während
dieser Anfangsphase keinen natürlichen
Schutz hätte.
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Die Anwendung von insolubilisierender
Schmelzmatrix, insolubilisierenden Schmelzmatrixderivaten und/oder
Schmelzmatrixproteinen mit geeigneten antibakteriellen und/oder
antiinflammatorischen Eigenschaften auf eine verwundete Oberfläche wird
eine Heilung verstärken
und verbessern.
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Wie im experimentellen Abschnitt
hier bewiesen wird, behindern Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate
und/oder Schmelzmatrixproteine oder -proteinaggregate ein Bakterienwachstum
durch Kontakthemmung, während
exponierte Zellen auf die Schmelzmatrix wie eine normale Umgebung
reagieren, die inflammatorische Reaktionen unterdrückt.
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Erfindungsgemäß können eine Schmelzmatrix, ein
Schmelzmatrixderivat und/oder Schmelzmatrixprotein zu Heilungszwecken
wie auch zu präventiven
Zwecken verwendet werden. Darüber
hinaus kann eine Schmelzmatrix, ein Schmelzmatrixderivat und/oder
ein Schmelzmatrixprotein zusammen mit anderen aktiven Arzneimittelsubstanzen,
z. B. antibakteriellen, antiinflammatorischen, antiviralen, antifungalen
Substanzen oder in Kombination mit Wachstumsfaktoren, z. B. TGFβ, PDGF, IGF,
FGF, Keratinozytenwachstumsfaktor oder Peptid-D-Analoga davon (es
wird angenommen, dass EGF eine Heilung begünstigt, indem die Migration und
Zellteilung von Epithelialzellen begünstigt wird; darüber hinaus
erhöht
EGF die Fibroblastenzahl in Wunden, was zu einer größeren Kollagenproduktion
führt),
verwendet werden. Enzyme – entweder
in der Schmelzmatrix oder einer Zubereitung davon von Haus aus vorhanden
oder zugesetzt – können auch
in Kombination mit einer Schmelzmatrix, einem Schmelzmatrixderivat
und/oder Schmelzmatrixprotein verwendet werden; speziell Proteasen
sind zu diesem Zweck geeignet.
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Eine Zubereitung der aktiven Schmelzsubstanz
wird normalerweise als pharmazeutische oder kosmetische Zusammensetzung
formuliert. Eine derartige Zusammensetzung kann natürlich aus
der proteinhaltigen Zubereitung bestehen oder kann außerdem einen
pharmazeutisch oder kosmetisch akzeptablen Exzipienzien umfassen.
Besonders geeignete Exzipienzien zur Verwendung in pharmazeutischen
oder kosmetischen Zusammenset zungen sind Propylenglykolalginat oder
Hyaluronsäure
oder Salze oder Derivate davon.
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Pharmazeutische und/oder
kosmetische Zusammensetzungen
-
Im Folgenden werden Beispiele für geeignete
Zusammensetzungen, die die aktive Schmelzsubstanz(en) enthalten,
gegeben. In Abhängigkeit
von der Verwendung der aktiven Schmelzsubstanz(en) kann die Zusammensetzung
eine pharmazeutische oder kosmetische Zusammensetzung sein. Im Folgenden
soll der Ausdruck "pharmazeutische
Zusammensetzung" auch
kosmetische Zusammensetzungen wie auch Zusammensetzungen, die zum
sogenannten grauen Bereich zwischen Pharmazeutika und Kosmetika,
Kosmezeutika genannt, gehören,
umfassen.
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Zur Verabreichung an ein Individuum
(ein Tier oder einen Mensch) werden die Schmelzmatrix, Schmelzmatrixderivate
und/oder Schmelzmatrixproteine (im Folgenden als "aktive Schmelzsubstanz" bezeichnet) und/oder
eine Zubereitung davon vorzugsweise zu einer pharmazeutischen Zusammensetzung
formuliert, die die aktive Schmelzsubstanz und gegebenenfalls ein
Exzipiens oder mehrere pharmazeutisch annehmbare Exzipienzien enthält.
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Die Zusammensetzungen können zum
Beispiel in Form fester, halbfester oder flüssiger Zusammensetzungen vorliegen,
wie zum Beispiel als
bioabsorbierbare Patches, Arzneien, Verbände, Hydrogelverbände, Hydrokolloidverbände, Filme,
Schäume, Folien,
Bandagen, Pflaster, Abgabevorrichtungen, Implantate;
Pulver,
Körner,
Granulate, Kapseln, Agarose- oder Chitosanperlen, Tabletten, Pillen,
Pellets, Mikrokapseln, Mikrokügelchen,
Nanopartikel;
Sprays, Aerosole, Inhalationsvorrichtungen;
Gele,
Hydrogele, Pasten, Salben, Cremes, Seifen, Suppositorien, Vagitorien,
Zahnpasta;
Lösungen,
Dispersionen, Suspensionen, Emulsionen, Gemische, Lotionen, Mundwasser,
Shampoos, Klistiere;
Kits, die zum Beispiel zwei getrennte
Behälter
enthalten, wobei der erste der Behälter die aktive Schmelzsubstanz,
gegebenenfalls vermischt mit einer anderen aktiven Arzneimittelsubstanz
(mit anderen aktiven Arzneimittelsubstanzen) und/oder pharmazeutisch
akzeptablen Exzipienzien enthält,
und der zweite Behälter
ein geeignetes Medium enthält,
das dazu bestimmt ist, dem ersten Behälter vor Verwendung zugesetzt
zu werden, um eine gebrauchsfertige Zusammensetzung zu erhalten;
und
sie können
in anderen geeigneten Formen vorliegen, zum Beispiel als Implantate
oder Überzüge von Implantaten
oder in einer Form, die zur Verwendung in Verbindung mit einer Implantation
oder Transplantation geeignet ist.
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Zusammensetzungen zur Anwendung auf
die Haut oder die Schleimhaut werden in Verbindung mit der vorliegenden
Erfindung als am wichtigsten angesehen. So kann eine Zusammensetzung,
die die aktive Schmelzsubstanz zur Verabreichung umfasst, für eine Verabreichung
durch irgendeinen geeigneten Weg, zum Beispiel durch topische (dermale),
orale, bukkale, nasale, orale, rektale oder vaginale Verabreichung
oder durch Verabreichung in einer Körperhöhle, zum Beispiel eine Zahnwurzel
oder einen Zahnwurzelkanal, angepasst sein. Darüber hinaus kann die Zusammensetzung
zur Verabreichung in Verbindung mit einer Operation, zum Beispiel
in Verbindung mit einem Einschnitt im Körper, angepasst sein, um so
die Heilung von inneren Wunden und Beschädigungen des weichen Gewebes
zu begünstigen.
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Wie oben erwähnt wurde, kann eine Zusammensetzung
der aktiven Schmelzsubstanz(en) zur Verwendung während einer Operation, zum
Beispiel zur lokalen Anwendung (z. B. in der Mundhöhle) in
Form eines Gels, Films oder trockener Pellets oder als Spüllösung oder
Behandlung mit einer Paste oder Creme auf Gewebe oder Oberflächen zur
Verhinderung eines bakteriellen Angriffs geeignet sein. In Verbindung
mit einer Operation oder einer Implantation im Bereich des Zahnwurzelkanals
kann eine Paste zur Versiegelung der Körperhöhle angewendet werden.
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Die Zusammensetzungen können nach
herkömmlicher
pharmazeutischer Praxis formuliert werden, siehe zum Beispiel "Remington's Pharmaceutical
Sciences" und "Encyclopedia of Pharmaceutical
Technology", herausgegeben
von Swarbrick, J. & J.
C. Boylan, Marcel Dekker, Inc. New York, 1988.
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Wie oben erwähnt wurde, ist die Anwendung
einer Zusammensetzung, die eine aktive Schmelzsubstanz umfasst,
für Haut
oder Schleimhaut bestimmt. Andere Anwendungen können natürlich auch relevant sein, z.
B. Anwendung auf Zahnersatz, Prothesen, Implantate, und Anwendung
auf Körperhöhlen, wie
zum Beispiel Mundhöhle,
Nasenhöhle
und Vagina. Die Schleimhaut ist vorzugsweise aus oraler, bukkaler,
nasaler, oraler, rektaler und vaginaler Schleimhaut ausgewählt. Darüber hinaus
kann die Anwendung direkt auf eine Wunde oder andere Verletzungen
von weichem Gewebe erfolgen.
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Darüber hinaus kann eine Anwendung
im dentalen/odontologischen Bereich auch von großer Bedeutung sein. Relevante
Beispiele sind eine Anwendung auf paradontale (dentale) Taschen,
auf die Mundschleimhaut oder auf gingivale Wunden oder andere Wunden,
die sich in der Mundhöhle
befinden, oder in Verbindung mit einer Mundoperation.
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Es wird außerdem erwartet, dass die hier
beschriebene aktive Schmelzsubstanz infolge der antibakteriellen
Eigenschaften vorteilhafterweise auf Zähne oder Zahnwurzeln zur Prävention
von Karies und/oder Plaque angewendet werden kann. Um diese Verwendung
zu stützen,
wurde gezeigt (Weinmann, J. P. et al.; Hereditary disturbances of
enamel formation and calcification, J. Amer. Dent. Ass. 32:397–418, 1945;
Sundell S., Hereditary amelogenesis imperfecta. An epidemiological,
genetic and clinical study in a Swedish child population, Swed.
Dent. J. Suppl., 1986, 31:1–38),
dass Zähne,
die unvollständig
entwickelt sind (Amelogenesis imperfecta) und folglich große Mengen
an Amelogeninen enthalten, bemerkenswert resistent gegenüber Karies
sind.
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Eine pharmazeutische Zusammensetzung,
die eine aktive Schmelzsubstanz umfasst, dient als Arzneimittelabgabesystem.
Im vorliegenden Kontext bezeichnet der Ausdruck "Arzneimittelabgabesystem" eine pharmazeutische
Zusammensetzung (eine pharmazeutische Zubereitung oder Dosierungsform),
die nach Verabreichung die aktive Substanz dem Körper eines Menschen oder eines
Tiers präsentiert.
Somit umfasst der Ausdruck "Arzneimittelabgabesystem" normale pharmazeutische
Zusammensetzungen, z. B. Cremes, Salben, Flüssigkeiten, Pulver, Tabletten,
usw., wie auch höher
entwickelte Formulierungen, z. B. Sprays, Pflaster, Bandagen, Verbände, Vorrichtungen,
usw.
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Außer der aktiven Schmelzsubstanz
kann eine pharmazeutische Zusammensetzung zur Verwendung gemäß der Erfindung
pharmazeutisch oder kosmetisch annehmbare Exzipienzien umfassen.
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Ein pharmazeutisch oder kosmetisch
akzeptabler Exzipiens ist eine Substanz, die für das Individuum, dem die Zusammensetzung
verabreicht werden soll, ungefährlich
ist. Ein derartiges Exzipiens erfüllt normalerweise die Anforderungen,
die die nationalen Gesundheitsbehörden vorgeben. Offizielle Pharmacopoen,
z. B. die Britische Pharmacopoe, die Pharmacopoe der U.S.A. und
die Europäische
Pharmacopoe stellen Standards für
pharmazeutisch annehmbare Exzipienzien auf.
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Ob ein pharmazeutisch akzeptables
Exzipiens zur Verwendung in einer pharmazeutischen Zusammensetzung
geeignet ist, hängt
im Allgemeinen davon ab, welche Art der Dosierung zur Verwendung
für eine besondere
Art einer Wunde gewählt
wird. Im Folgenden werden Beispiele für geeignete pharmazeutisch
annehmbare Exzipienzien zur Verwendung in verschiedenen Arten von
Zusammensetzungen zur Verwendung gemäß der Erfindung angegeben.
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Im Folgenden wird eine Übersicht über relevante
pharmazeutische Zusammensetzungen zur Verwendung gemäß der Erfindung
gegeben. Die Übersicht
basiert auf dem besonderen Verabreichungsweg. Allerdings ist einzusehen,
dass in solchen Fällen,
in denen ein pharmazeutisch akzeptables Exzipiens in verschiedenen
Dosierungsformen oder Zusammensetzungen verwendet werden kann, die
Anwendung eines besonderen pharmazeutisch annehmbaren Exzipiens
nicht auf eine besondere Dosierungsform oder eine besondere Funktion
des Exzipiens beschränkt
ist.
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Die Wahl eines pharmazeutisch akzeptablen
Exzipiens (von pharmazeutisch akzeptablen Exzipienzien) in einer
Zusammensetzung zur Verwendung gemäß der Erfindung und die optimale
Konzentration davon kann im Allgemeinen nicht vorausgesagt werden
und muss auf der Basis einer experimentellen Beurteilung der Endzusammensetzung
bestimmt werden. Allerdings kann ein Fachmann auf dem Gebiet der
pharmazeutischen Formulierungen Anleitungen in "Remington's Pharmaceutical Sciences", 18. Ausgabe, Mack
Publishing Company, Easton, 1990, finden.
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Topische Zusammensetzungen
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Zur Anwendung (bzw. Auftragung) auf
die Schleimhaut oder die Haut können
die Zusammensetzungen zur Verwendung gemäß der Erfindung herkömmliche
nicht-toxische pharmazeutisch annehmbare Träger und Exzipienzien einschließlich Mikrokügelchen
und Liposome enthalten.
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Die Zusammensetzungen zur Verwendung
gemäß der Erfindung
umfassen alle Arten fester, halbfester und flüssiger Zusammensetzungen. Zusammensetzungen
von besonderem Interesse sind zum Beispiel Pasten, Salben, hydrophile
Salben, Cremes, Gele, Hydrogele, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen,
Lotionen, Linimente, Shampoos, Gelees, Seifen, Stifte, Sprays, Pulver,
Filme, Schäume,
Pads, Schwämme
(z. B. Kollagenschwämme),
Pads, Verbände
(z. B. Absorbenswundverbände),
Drenches, Bandagen, Pflaster und transdermale Abgabesysteme.
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Die pharmazeutisch annehmbaren Exzipienzien
können
Lösungsmittel,
Puffer, Konservierungsmittel, Feuchthaltemittel, Chelatbildner,
Antioxidantien, Stabilisatoren, Emulgatoren, Suspendiermittel, gelbildende Mittel,
Salbengrundlagen, Penetrationsverstärker, Parfüme und Hautschutzmittel umfassen.
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Beispiele für Lösungsmittel sind Wasser, Alkohole,
pflanzliche oder marine Öle
(z. B. Speiseöle
wie Mandelöl,
Rizinusöl,
Kakaobutter, Kokosnussöl,
Maisöl,
Baumwollsamenöl,
Leinsamenöl,
Olivenöl,
Palmöl, Erdnussöl, Mohnöl, Rapsöl, Sesamöl, Sojabohnenöl, Sonnenblumenöl und Teesamenöl), Mineralöle, Fettöle, flüssiges Paraffin,
Polyethylenglykole, Propy lenglykole, Glyzerin, flüssige Polyalkylsiloxane
und Gemische davon.
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Beispiele für Puffer sind zum Beispiel
Zitronensäure,
Essigsäure,
Weinsäure,
Milchsäure,
Hydrogenphosphorsäure,
Diethylamin, usw.
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Geeignete Beispiele für Konservierungsmittel
zur Verwendung in Zusammensetzungen sind Parabene, wie Methyl-,
Ethyl-, Propyl-p-hydroxybenzoat, Butylparaben, Isobutylparaben,
Isopropylparaben, Kaliumsorbat, Sorbinsäure, Benzoesäure, Methylbenzoat,
Phenoxyethanol, Bronopol, Bronidox, MDM-Hydantoin, Iodpropinylbutylcarbamat,
EDTA, Benzalkoniumchlorid und Benzylalkohol oder Gemische von Konservierungsmitteln.
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Beispiele für Feuchthaltemittel sind Glyzerin,
Propylenglykol, Sorbit, Milchsäure,
Harnstoffe und Gemische davon.
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Beispiele für Chelatbildner sind Natrium-EDTA
und Zitronensäure.
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Beispiele für Antioxidantien sind butyliertes
Hydroxyanisol (BHA), Ascorbinsäure
und Derivate davon, Tocopherol und Derivate davon, Cystein und Gemische
der genannten.
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Beispiele für Emulgiermittel sind natürlich vorkommende
Gummis, z. B. Akaziengummi oder Tragantgummi; natürlich vorkommende
Phosphatide, z. B. Sojabohnenlecithin; Sorbitanmonooleatderivate;
Wollfette; Wollalkohole; Sorbitanester; Monoglyceride; Fettalkohole;
Fettsäureester
(z. B. Triglyceride von Fettsäuren) und
Gemische davon.
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Beispiele für Suspendiermittel sind z.
B. Cellulosen und Cellulosederivate, z. B. Carboxymethylcellulose,
Hydroxye thylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Hydroxypropylmethylellulose,
Carraghenan, Akaziengummi, Gummi arabikum, Tragantgummi und Gemisch
davon.
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Beispiele für Gelgrundlagen, die Viskosität erhöhende Mittel
oder Komponenten, die fähig
sind, Exsudat aus einer Wunde aufzunehmen, sind: flüssiges Paraffin,
Polyethylen, Fettöle,
kolloidales Siliziumdioxid oder Aluminium, Zinkseifen, Glyzerin,
Propylenglykol, Tragant, Carboxyvinylpolymere, Magnesium-Aluminiumsilikate,
Carbopol(R), hydrophile Polymere wie z.
B. Stärke-
oder Cellulosederivate, z. B. Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose
und andere Cellulosederivate, mit Wasser quellbare Hydrokolloide,
Carragenane, Hyaluronate (z. B. Hyaluronatgel, das gegebenenfalls
Natriumchlorid enthält)
und Alginate einschließlich Propylenglykolalginat.
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Beispiele für Salbengrundlagen sind z.
B. Bienenwachs, Paraffin, Cetanol, Cetylpalmitat, pflanzliche Öle, Sorbitanester
von Fettsäuren
(Span), Polyethylenglykole und Kondensationsprodukte zwischen Sorbitanestern
von Fettsäuren
und Ethylenoxid, z. B. Polyoxyethylensorbitanmonooleat (Tween).
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Beispiele für hydrophobe oder wasser-emulgierende
Salbengrundlagen sind Paraffine, pflanzliche Öle, Tierfette, synthetische
Glyceride, Wachse, Lanolin und flüssige Polyalkylsiloxane.
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Beispiele für hydrophile Salbengrundlagen
sind feste Makrogole (Polyethylenglykole).
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Andere Beispiele für Salbengrundlagen
sind Triethanolaminseifen, sulfatierte Fettalkohole und Polysorbate.
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Beispiele für Pulverkomponenten sind: Alginat,
Kollagen, Lactose, Pulver, das zur Gelbildung fähig ist, wenn es auf eine Wunde
aufgetragen wird (absorbiert Flüssigkeit/Wundexsudat).
Normalerweise müssen
Pulver, die zur Aufbringung auf große offene Wunden bestimmt sind,
steril sein und die vorliegenden Partikel müssen mikronisiert sein.
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Beispiele für andere Exzipienzien sind
Polymere, wie Carmelose, Natriumcarmelose, Hydroxypropylmethylcellulose,
Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Pectin, Xanthangummi,
Johannisbrotgummi, Akaziengummi, Gelatine, Carbomer, Emulgatoren
wie Vitamin E, Glycerylstearate, Cetanylglucosid, Kollagen, Carrageenan,
Hyaluronate und Alginate und Kitosane.
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Verbände und/oder Bandagen sind
ebenfalls wichtige Abgabesysteme für eine aktive Schmelzsubstanz.
Wenn Verbände
als Dosierungsform verwendet werden, kann die aktive Schmelzsubstanz
mit dem anderen Material/den anderen Ingredientien vor oder während der
Herstellung des Verbandes vermischt werden oder die aktive Schmelzsubstanz
kann in bestimmter Weise auf den Verband aufgetragen werden, z.
B. durch Eintauchen des Verbandes in eine Lösung oder Dispersion der aktiven
Schmelzsubstanz oder durch Aufsprühen einer Lösung oder Dispersion der aktiven
Schmelzsubstanz auf den Verband. Alternativ kann die aktive Schmelzsubstanz
in Form eines Pulvers auf den Verband aufgetragen werden. Verbände können in
Form von absorbierenden Wundverbänden
zur Aufbringung auf exudierende Wunden vorliegen. Verbände können auch in
Form von Hydrogelverbänden
(z. B. vernetzten Polymeren wie z. B. Intrasite(R),
das Carboxyymethylcellulose, Propylenglykol oder Polysaccharid,
Disaccharid und Proteine enthält)
oder in Form okklusiver Verbände, z.
B. Alginate, Chitosan, hydrophiler Polyurethanfilm, Kollagenfolien,
Platten, Pulver, Schäume
oder Schwämme,
Schäume
(z. B. Polyurethan oder Silikon), Hydrokolloide (z. B. Carboxymethylcellulose,
CMC), Kollagen und als Verbände
auf der Basis von Hyaluronsäure,
die Kombinationen davon enthalten, vorliegen.
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Alginat-, Chitosan- und Hydrokolloidverbände nehmen
Wundexsudat auf, wenn sie auf eine Wunde gelegt werden. Wenn dies
erfolgt, produzieren sie ein wässriges
Gel an der Oberfläche
der Wunde und dieses Gel soll infolge des Zurückhaltens von Feuchtigkeit
in der Wunde für
die Heilung der Wunde vorteilhaft sein.
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Ins Auge gefasst wurde auch die Einarbeitung
der aktiven Schmelzsubstanz in einen Gewebeklebstoff, der zum Beispiel
auch Fibrinogen und Thrombin und gegebenenfalls Faktor XIII oder
einen anderen Plasmakoagulationsfaktor enthält, um eine Hämostase
bereitzustellen. Der Gewebeklebstoff kann entweder als Vormischung
aus der aktiven Schmelzsubstanz, Fibrinogen und gegebenenfalls Faktor
XIII hergestellt werden, wobei Thrombin der Vormischung unmittelbar,
bevor der Gewebeklebstoff auf die Wunde aufgetragen wird, zugesetzt
wird. Alternativ kann die Vormischung aus Fibrinogen und aktiver
Schmelzsubstanz und gegebenenfalls Faktor XIII vor der Anwendung
von Thrombin auf die Wunde gegeben werden. Das Thrombin wandelt
in situ Fibrinogen in Fibrin um, wodurch der Koagulationsprozess,
der natürlicherweise
bei der Wundheilung auftritt, reproduziert wird. Das Vorliegen der
aktiven Schmelzsubstanz im Gewebeklebstoff kann dazu dienen, den Wundheilungsprozess
zu beschleunigen, wie es oben diskutiert wurde. Ein handelsübliches
Produkt, das zum Einschluss der aktiven Schmelzsubstanz geeignet
ist, ist Tisseel(R), ein Zweikomponenten-Fibrin-Versiegelungsmittel,
das von Immuno AG, Wien, Österreich,
produziert wird.
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In einer Zahnpasta- oder Mundwasserzubereitung
oder einer anderen Zubereitung zur Anwendung auf Zähne oder
Zahnwurzeln kann die aktive Schmelzsubstanz entweder in gelöstem Zustand
in einem Vehikel mit leicht saurem pH oder als Dispersion in einem
Vehikel mit neutralem pH vorliegen. Es wird davon ausgegangen, dass
die aktive Schmelzsubstanz bei der Verwendung eine Schutzschicht
auf der Oberfläche
der Zähne
bilden kann, wodurch die Anheftung von Karies produzierenden Bakterien
verhindert wird (siehe Beispiel 4 unten). In solchen Zahnpflegepräparaten
kann die aktive Schmelzsubstanz zusammen mit einer anderen Verbindung
oder mehreren anderen Verbindungen, die eine Karies verhindernde
Wirkung haben, insbesondere Fluor oder einem anderen Spurenelement,
wie zum Beispiel Vanadium oder Molybdän, formuliert sein. Es wird angenommen,
dass das Spurenelement bei neutralem pH an die aktive Schmelzsubstanz
gebunden wird (z. B. durch Ionenbindungen) oder in dieser eingebettet
wird, aus der es freigesetzt wird, um seine Karies verhindernde
Wirkung auszuüben,
wenn die aktive Schmelzsubstanz bei einem pH von etwa 5,5 oder weniger,
z. B. infolge einer Säureproduktion
durch Karies produzierende Bakterien aufgelöst wird.
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Die oben genannten Zusammensetzungen
für eine
topische Verabreichung sind am besten zur direkten Anwendung auf
Wunden geeignet oder sie können
zur Anwendung auf oder zur Einführung
in eine bedeutende Öffnung
(bedeutende Öffnungen)
des Körpers,
z. B. die rektalen, urethralen, vaginalen, oralen, nasalen oder
oralen Öffnungen,
geeignet sein. Die Zusammensetzung kann einfach direkt auf den zu
behandelnden Teil, z. B. auf die Schleimhaut, aufgetragen werden
oder kann durch irgendeinen zweckdienlichen Verabreichungsweg angewendet
werden.
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Zusammensetzungen, die sich in Verbindung
mit einer topischen Anwendung als bedeutend erwiesen haben, sind
solche, die thixotrope Eigenschaften aufweisen, d. h. die Viskosität der Zusammensetzung
wird beispielsweise durch Schütteln
oder Rühren
beeinflusst, so dass die Viskosität der Zusammen setzung zur Zeit der
Verabreichung verringert sein kann und die Viskosität, wenn
die Zusammensetzung aufgetragen wurde, zunimmt, so dass die Zusammensetzung
an der Anwendungsstelle bleibt.
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Zusammensetzungen zur
oralen Verwendung oder zur Auftragung auf Schleimhaut oder Haut
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Geeignete Zusammensetzungen zur Verwendung
gemäß der Erfindung
können
auch in Form von Suspensionen, Emulsionen oder Dispersionen präsentiert
werden. Solche Zusammensetzungen enthalten die aktive Schmelzsubstanz
im Gemisch mit einem Dispergier- oder Netzmittel, Suspendiermittel
und/oder einem oder mehreren Konservierungsmittel und anderen pharmazeutisch
akzeptablen Exzipienzien. Solche Zusammensetzungen können auch
zur Verwendung bei der Abgabe der aktiven Schmelzsubstanz zum Beispiel
an eine intakte oder beschädigte
Schleimhaut, wie die orale, bukkale, nasale, rektale oder vaginale
Schleimhaut, oder zur Verabreichung an intakte oder beschädigte Haut,
oder Wunden geeignet sein.
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Geeignete Dispergier- oder Netzmittel
sind zum Beispiel natürlich
vorkommende Phosphatide, wie beispielsweise Lecithin oder Sojabohnenlecithin;
Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit zum Beispiel einer Fettsäure, einem
langkettigen aliphatischen Alkohol oder einem Partialester, der
von Fettsäuren
und einem Hexitol oder einem Hexitolanhydrid abgeleitet ist, zum
Beispiel Polyoxyethylenstearat, Polyoxyethylensorbitol-monooleat,
Polyoxyethylensorbitan-monooleat, usw.
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Geeignete Suspendiermittel sind zum
Beispiel natürlich
vorkommende Gummis, wie zum Beispiel Akaziengummi, Xanthangummi
oder Tragantgummi; Cellulosen wie zum Beispiel Natriumcarboxymethylcellulose,
mikrokristalline Cellulose (z. B. Avi cel(R) RC591,
Methylcellulose); Alginate und Chitosane wie zum Beispiel Natriumalginat,
usw.
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Geeignete Beispiele für Konservierungsmittel
zur Verwendung in Zusammensetzungen gemäß der Erfindung sind dieselben
wie die oben genannten.
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Zusammensetzungen zur Verwendung
gemäß der Erfindung
können
auch auf oralem Weg verabreicht werden. Geeignete orale Zusammensetzungen
können
in Form einer partikelförmigen
Formulierung oder in Form einer festen, halbfesten oder flüssigen Dosierungsform
vorliegen.
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Zusammensetzungen zur oralen Verwendung
umfassen feste Dosierungsformen, wie zum Beispiel Pulver, Körner, Granulate,
Briefchen, Tabletten, Kapseln, Brausetabletten, Kautabletten, Lutschtabletten,
Tabletten mit sofortiger Freisetzung und Tabletten mit modifizierter
Freisetzung wie auch fluide oder flüssige Formulierungen, wie zum
Beispiel Lösungen,
Suspensionen, Emulsionen, Dispersionen und Gemischen. Darüber hinaus
kann eine Zusammensetzung in Form von Pulvern, dispergierbaren Pulvern
oder Granulaten, die zur Herstellung einer wäßrigen Suspension durch Zusatz
eines flüssigen
Mediums, wie zum Beispiel eines wässrigen Mediums, geeignet sind,
vorliegen.
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Was feste Dosierungsformen zur oralen
(oder topischen) Verwendung angeht, so enthält eine Zusammensetzung zur
Verwendung gemäß der Erfindung
normalerweise die aktive Schmelzsubstanz und irgendeine weitere
aktive Substanz gegebenenfalls im Gemisch mit einem oder mehreren
pharmazeutisch akzeptablen Exzipienzien. Diese Exzipienzien können zum
Beispiel sein:
inerte Verdünnungsmittel
oder Füllstoffe,
wie zum Beispiel Saccharose, Sorbitol, Zucker, Mannitol, mikrokristalline
Cel lulose, Stärken
einschließlich
Kartoffelstärke,
Calciumcarbonat, Natriumchlorid, Lactose, Calciumphosphat, Calciumsulfat
oder Natriumphosphat;
Granulierungs- und Zerfallsmittel, wie
zum Beispiel Cellulosederivate einschließlich mikrokristalliner Cellulose, Stärken einschließlich Kartoffelstärke, Croscaramellosenatrium,
Alginate oder Alginsäure
und Chitosane;
Bindemittel, wie zum Beispiel Saccharose, Glukose,
Sorbitol, Akazia, Alginsäure,
Natriumalginat, Gelatine, Stärke,
vorgelatinierte Stärke,
mikrokristalline Cellulose, Magnesium-Aluminiumsilikat, Natriumcarboxymethylcellulose,
Methylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Ethylcellulose, Polyvinylpyrrolidon,
Polyvinylacetat oder Polyethylenglykol und Chitosane;
Schmiermittel
einschließlich
Gleitmittel und Antiadhäsionsmittel,
wie zum Beispiel Magnesiumstearat, Zinkstearat, Stearinsäure, Siliziumdioxide,
hydrierte Pflanzenöle
oder Talk.
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Andere pharmazeutisch akzeptable
Exzipienzien können
Färbemittel,
Aromastoffe, Weichmacher, Feuchthaltemittel, Puffer, usw. sein.
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In den Fällen, in denen die pharmazeutische
Zusammensetzung in Form einer festen Dosierungsform, in Einheitdosierungsform
(z. B. eine Tablette oder einer Kapsel) vorliegt, kann die Einheitsdosierungsform
mit einer Beschichtung, wie zum Beispiel einer oder mehreren der
oben genannten Beschichtung(en), versehen sein.
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In den Fällen, in denen die Zusammensetzung
in Form einer Tablette, Kapsel oder Multiple Unit-Zusammensetzung
vorliegt, kann die Zusammensetzung oder die einzelne Einheit oder
eine Tabelle oder eine Kapsel, die die einzelnen Einheiten enthält, zum
Beispiel mit einer Zuckerbeschichtung, einer Filmbeschichtung (z.
B, auf der Basis von Hydroxypropylmethylcellulose, Methylcellulose,
Methylhydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Carboxymethylcellulose,
Acrylatcopolymeren (Eudragit), Polyethylenglykolen und/oder Polyvinylpyrrolidon)
oder einer magensaftresistenten Beschichtung (z. B. auf der Basis
von Methacrylsäurecopolymer
(Eudragit), Celluloseacetatphthalat, Hydroxypropylmethylcellulosephthalat,
Hydroxypropylmethylcelluloseacetatsuccinat, Polyvinylacetatphthalat,
Schellack und/oder Ethylcellulose), beschichtet sein. Darüber hinaus
kann ein Zeitverzögerungsmaterial,
wie zum Beispiel Glycerylmonostearat oder Glyceryldistearat verwendet
werden.
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Rektale und/oder vaginale
Zusammensetzungen
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Zur Anwendung auf die rektale oder
vaginale Schleimhaut umfassen geeignete Zusammensetzungen gemäß der Erfindung
Suppositorien (des Emulsions- oder Suspensionstyps), Klistiere und
rektale Gelatinekapseln (Lösungen
oder Suspensionen). Geeignete pharmazeutisch akzeptable Suppositoriengrundlagen
umfassen Kakaobutter, veresterte Fettsäuren, glyzerinierte Gelatine
und verschiedene wasserlösliche
oder dispergierbare Basen wie Polyethylenglykole und Polyoxyethylensorbitanfettsäureester.
Es können
verschiedene Additive, wie zum Beispiel Enhancer und oberflächenaktive
Mittel, eingearbeitet sein.
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Nasale Zusammensetzungen
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Zur Anwendung auf die Nasenschleimhaut
(wie auch auf die Mundschleimhaut) sind Sprays und Aerosole zur
Inhalierung geeigneter erfindungsgemäßer Zusammensetzungen. In einer
typischen nasalen Zusammensetzung liegt die aktive Schmelzsubstanz
in Form einer partikelförmigen
Formulierung, die gege benenfalls in einem geeigneten Vehikel dispergiert
ist, vor. Die pharmazeutisch annehmbaren Vehikel und Exzipienzien
und gegebenenfalls andere pharmazeutisch akzeptable Materialien,
die in der Zusammensetzung vorliegen, wie zum Beispiel Verdünnungsmittel,
Enhancer, Aromastoffe, Konservierungsmittel, usw., werden alle nach
der herkömmlichen
pharmazeutischen Praxis in einer Weise ausgewählt, die dem Fachmann auf dem
Gebiet der Formulierung von Pharmazeutika geläufig ist.
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Dosierungen von Schmelzmatrix,
Schmelzmatrixderivaten und Schmelzmatrixproteinen
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In einer pharmazeutischen Zusammensetzung
zur Verwendung gemäß der Erfindung
auf Haut oder Schleimhaut ist eine aktive Schmelzsubstanz im Allgemeinen
in einer Konzentration im Bereich von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa
99,9 Gew.-% vorhanden. Die Menge an angewendeter Zusammensetzung
wird normalerweise zu einer Menge an Gesamtprotein pro cm2 Wunde/Haut/-Gewebebereich führen, die etwa 0,01 mg/cm2 bis etwa 20 mg/cm2,
wie zum Beispiel etwa 0,1 mg/cm2 bis etwa
115 mg/cm2, entspricht.
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Die angewendete Menge der Zusammensetzung
hängt von
der Konzentration der aktiven Schmelzsubstanz in der Zusammensetzung
und von der Freisetzungsrate der aktiven Schmelzsubstanz aus der
Zusammensetzung ab, liegt aber im Allgemeinen in einem Bereich,
der höchstens
etwa 15 bis 20 mg/cm2 entspricht.
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Wenn die aktive Schmelzsubstanz in
Form einer fluiden Zusammensetzung verabreicht wird, liegt die Konzentration
der aktiven Schmelzsubstanz in der Zusammensetzung in einem Bereich,
der etwa 0,1 bis etwa 50 mg/ml entspricht. Höhere Konzentrationen sind in
einigen Fällen
wünschenswert
und können auch
erzielt werden, wie zum Beispiel eine Konzentration von mindestens
etwa 100 mg/ml.
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Wenn die Zusammensetzung in der Mundhöhle angewendet
wird, sind die folgenden Dosen relevant:
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Experimentelle Defektbereiche (bei
Affen) in der Mundhöhle
haben typischerweise eine Größe von etwa
4 × 2 × 5 bis
6 mm, was etwa 50 μl
oder etwa 0,025 bis etwa 0,15 mg Gesamtprotein/mm2 oder
etwa 2,5 bis 15 mg/cm2 entspricht. Üblicherweise
werden bis zu 0,5, wie zum Beispiel 0,4, 0,3, 0,2 oder 0,1 ml, einer Zusammensetzung
mit einer Konzentration von etwa 1 bis 40 mg/ml, wie zum Beispiel
5 bis 30 mg/ml, angewendet.
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Defektbereiche bei einem Menschen
in der Mundhöhle
und infolge paradontaler Erkrankungen haben typischerweise eine
Größe von etwa
5 bis 10 × 2
bis 4 × 5
bis 10 mm, was etwa 200 μl
entspricht, und normalerweise werden höchstens etwa 0,5 bis 1 ml,
wie zum Beispiel etwa 0,2 bis 0,3 ml, pro Zahn einer Zusammensetzung
mit einer Konzentration von etwa 1 bis 40 mg Gesamtprotein/ml, wie
zum Beispiel 5 bis 30 mg/ml, angewendet. 0,2 bis 0,3 mg/ml entsprechen
etwa 6 mg Protein pro 25 bis 100 mm2 oder
etwa 0,1 mg/mm2, wenn nur Berechnungen für die Wurzeloberfläche angestellt
werden. Normalerweise wird ein überschüssiges Volumen
angewendet, damit alle Oberflächen
bedeckt werden können.
Selbst eine Mehrfachschicht würde
nur eine geringe Teilmenge der oben genannten Mengen erfordern.
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Im Allgemeinen werden etwa 0,1 bis
0,5 ml, wie zum Beispiel etwa 0,15 bis 0,3 ml oder etwa 0,25 bis 0,35
ml, einer Zusammensetzung, die die aktive Schmelzsubstanz umfasst,
auf Defektvolumina in Extraktionsalveoli (Löcher nach Extraktion von Zähnen) angewendet.
Die Konzentration der aktiven Schmelzsubstanz in der Zusammensetzung
ist normalerweise etwa 1 bis 40 mg Gesamtprotein/ml, wie zum Beispiel
5 bis 30 mg/ml. Wenn 0,3 bis 0,4 ml einer solchen Zusammensetzung
für Weisheitszähne angewendet
werden, entspricht dieses Volumen etwa 0,1 mg/cm2 (Alveolus,
errechnet als Zylinder mit einem Radius von 5 mm und einer Höhe von 20
mm).
-
Die Konzentration der aktiven Schmelzsubstanz
in einer pharmazeutischen Zusammensetzung hängt von der spezifischen Schmelzsubstanz,
ihrer Wirksamkeit, der Schwere der Krankheit, der vorgebeugt werden soll
oder die behandelt werden soll, und dem Alter und dem Zustand des
Patienten ab. Verfahren, die zum Selektieren relevanter Konzentrationen
der aktiven Schmelzsubstanz in der pharmazeutischen Zusammensetzung,
relevant sind, sind dem Fachmann auf diesem Gebiet gut bekannt und
können
nach eingeführten
Richtlinien für
eine gute klinische Praxis (GCP) oder Investigational New Drug Exemption
("IND")-Regulierungen, wie
sie zum Beispiel in International Standard ISO/DIS 14155 Clinical
Investigation of medical devices, 1994 und ICH (International Committee
for Harmonisation): Harmonised tripartite guidline for good clinical
practive, Brookwood Medical Publications, Ltd., Surrey, Vereinigtes
Königreich,
1996, beschrieben sind, durchgeführt werden.
Ein Fachmann auf diesem Gebiet wird unter Anwendung der in Standardtextbüchern, Richtlinien
und Regulierungen, wie sie oben beschrieben wurden, wie auch durch
das allgemeine Wissen auf diesem Gebiet fähig sein, den genauen Dosierungsplan
auszuwählen,
der für
eine aktive Schmelzsubstanz und/oder selektierte andere aktive Substanzen
anzuwenden ist, und auch die Dosisform lediglich unter Anwendung
von Routineexperimentverfahren selektieren.
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In anderen Aspekten betrifft die
Erfindung Verfahren zur Verringerung einer Infektion und zur Verhinderung
und/oder Behandlung einer Entzündung,
wobei die Verfahren ei ne Verabreichung einer wirksamen Menge einer
aktiven Schmelzsubstanz an einen Säuger, der einer solchen Behandlung
bedarf, umfassen.
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Es wird zu verstehen sein, dass Details
und Besonderheiten in Bezug auf die Verwendung einer aktiven Schmelzsubstanz
dieselben Details und Besonderheiten oder analoge Details und Besonderheiten
sein werden wie die, die Gesamtverwendungsaspekte (antibakterielle
und antiinflammatorische Aspekte) und die oben diskutierten Verfahrensaspekte
betreffen; dies bedeutet, dass wo immer es geeignet ist, die obigen
Statements, die eine aktive Schmelzsubstanz, eine Zubereitung, die
eine aktive Schmelzsubstanz enthält,
eine pharmazeutische Zusammensetzung, die eine aktive Schmelzsubstanz
enthält,
eine Zubereitung aus i) einer aktiven Schmelzsubstanz, ii) einer
Zubereitung, die eine aktive Schmelzsubstanz enthält, iii)
einer pharmazeutischen Zusammensetzung, die eine aktive Schmelzsubstanz
enthält,
betreffen, wie auch verbesserte Eigenschaften und Verwendungen,
mutatis mutandis, auf alle Aspekte der Erfindung zutreffen.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen
weiter offenbart; darin ist
-
1 ein
Diagramm, das eine DNA-Synthese in humanen PDL-Zellen, mit EMD stimuliert, oder in nicht-stimulierten
Zellen zeigt;
-
2 ein
Diagramm, das die TGF-β1-Produktion
in humanen PDL-Zellen, stimuliert mit EMD, und in nicht-stimulierten
Zellen zeigt;
-
3 eine
schematische Darstellung einer Strömungskammer und eines Computersystems,
die in dem in den Beispielen 3 und 4 unten beschriebenen Strömungsexperiment
verwendet werden;
-
4, 5 und 6 Diagramme, die die Resultate von drei
getrennten Experimenten zeigen, welche die Anheftung von Actinomyces
viscosus an Glasplatten, die mit EMD bzw. Essigsäure behandelt waren, zeigen;
-
7, 8 und 9 Diagramme, die die Resultate von drei
getrennten Experimenten zeigen, welche die Anheftung von Streptococcus
mutans an Glasplatten, die mit EMD bzw. Essigsäure behandelt waren, zeigen;
-
10A eine
Röntgenaufnahme
ist, die eine postoperative Schädigung
nach Entfernung eines Weisheitszahns zeigt, und
-
10B eine
Röntgenaufnahme
ist, die die Regeneration von periodontalem Ligament nach Behandlung
mit EMD, wie sie in Beispiel 12 unten beschrieben wird, zeigt.
-
EXPERIMENTELLER
ABSCHNITT
-
Materialien und Verfahren
-
Schmelzmatrixderivat, EMDOGAIN(R) von BIORA AB, S-205 12 Malmö, Schweden,
das 30 mg gefriergetrocknetes Schmelzmatrixprotein (im Folgenden
wird Enamel Matrix protein abgekürzt
als EMD) enthält
und 1 ml Vehikellösung
(Propylenglykolalginat), die vor der Anwendung vermischt werden,
es sei denn, das Protein und das Vehikel werden getrennt getestet.
Das Gewichtsverhältnis
zwischen den Hauptproteinpeaks mit 20, 14 bzw. 5 kDa ist etwa 85/5/10.
-
Wärmebehandeltes
EMD ist EMD, das für
3 Stunden bei etwa 80°C
erwärmt
wurde, um Restproteasen zu inaktivieren.
-
Amelogenin-20 kDa-Protein und Tyrosin-reiches
Amelogeninpeptid (TRAP), 5 kDa, wurden aus EMD unter Verwendung
der HPLC-Gelpermeationschromatographie (TSK G-2000 SW, äquilibriert
mit 30% Acetonitril in 0,9% NaCl) isoliert und durch Reversed Phase-Chromatographie
(Pro-RPC, HR 5/10, Pharmacia-Upjohn, Schweden) unter Verwendung
eines Acetonitrilgradienten gereinigt. Die getrennten Protein/Polypeptide wurden
dann in verschiedenen Mengen zu der Vehikellösung von EMDOGAIN(R) gegeben,
es sei denn, sie wurden getrennt getestet.
-
Hyaluronsäure war HMT-0028 (MG 990 000)
von Seikagaku Corporation, Tokio, Japan
-
Bakterien und Hefen waren alle primär aus Patienten,
durch metabolische und antigene Eigenschaften nach Standardverfahren
klassifiziert, isoliert worden. Die Spezies der Bakterien und der
Hefe, die verwendet wurden, sind in der folgenden Tabelle aufgelistet.
-
Serumalbumin (Rinder-) und Kollagen
Typ I (Rind) wurden beide von Sigma, St. Louis, U.S.A., erhalten.
-
Die Agarplatten waren alle "Brain Hart Infusion
agar" von Difco,
supplementiert mit humanen Erythrozyten (100 ml/l Agar).
-
BEISPIELE
-
Beispiel 1
-
Zellproliferation und
TGF-β1-Produktion
in PDL-Zellen, die mit EMDOGAIN(R) behandelt
waren
-
Eine Stammlösung von EMD wurde hergestellt,
indem eine Phiole (enthaltend 30 mg EMD) in 3 ml steriler filtrierter
0,1% HAc gelöst
wurde. 60 μl
der EMD-Stammlösung
wurden zu 6000 μl
Dulbecco's modifiziertem
Eagle-Medium gegeben, das 10 fötales
Kälberserum
und 1% einer Penicillin-Streptomycin-Lösung enthielt.
300 μl des
Gemisches wurde in jede Vertiefung von Mikrotiterplatten mit 96
Vertiefungen (NUNC A/S, Dänemark,
Kat.# 167008) gegeben. 1000 humane periodontale Ligament (PDL)-Zellen
(erhalten aus gesunden humanen periodontalen Geweben von Individuen,
die sich aus orthodontischen Gründen
Extraktionen von Prämolaren
unterzogen hatten, und kultiviert im Wesentlichen wie es in Somerman
et al., J. Dental Res., 67, 1988, S. 66–70 beschrieben ist), wurden
in jede Vertiefung gegeben und bei 37°C, 5% CO2 für 5 Tage
inkubiert.
-
PDL-Zellen, die als Kontrollen verwendet
wurden, wurden in Dulbecco's
modifiziertem Eagle-Medium im Wesentlichen wie oben beschrieben,
allerdings in Abwesenheit von EMD, inkubiert.
-
Nach der Inkubation wurden die Zellen
einem Zellproliferations-Immunoassay, der den Einbau von 5-Brom-2'-desoxyuridin (BrdU)
misst, nach den Anweisungen des Herstellers (Boehringer Mannheim,
Kat.# 1647229) unterzogen. In diesem Verfahren wird BrdU anstelle
von Thymidin in die DNA von wachsenden Zellen eingebaut. Der Einbau
von BdrU wird durch einen ELISA-Assay detektiert und die gemessene
Menge an BrdU im Assay ist ein Hinweis für die Geschwindigkeit der DNA-Synthese und folglich
die Geschwindigkeit der Zellproliferation der PDL-Zellen.
-
Die Resultate aus 1 zeigen, dass PDL-Zellen, die in Gegenwart
von EMD kultiviert wurden, eine deutlich höhere Proliferationsrate zeigen
als PDL-Zellen, die in Abwesenheit von EMD kultiviert wurden.
-
Zu 100 μl Zellüberstand aus der Mikrotiterplatte
wurden 20 μl
1N HCl gegeben, worauf eine 10-minütige Inkubation bei Raumtemperatur
folgte. Das Inkubationsgemisch wurde mit 20 μl 1N NaOH/0,5 M HEPES neutralisiert.
100 μl dieses
Gemisches wurden zu 400 μl
eines Verdünnungspuffers
gegeben. 200 μl
der Verdünnung
wurden unter Verwendung des QuantikinesTM-Kits (Kat.# DB100),
erhältlich
von R&D Systems,
Vereinigtes Königreich,
nach den Anweisungen des Herstellers einem ELISA unterworfen.
-
Die Resultate sind in 2 dargestellt und zeigen
eine ausgesprochene Erhöhung
in der TGF-β1-Produktion
in PDL-Zellen, die
mit EMD inkubiert waren, verglichen mit PDL-Zellen, die nicht mit EMD inkubiert
waren.
-
Beispiel 2
-
Untersuchungen des Wachstums
von Mikroorganismen in Gegenwart von Schmelzmatrixderivaten und Schmelzmatrixproteinen
-
Der Zweck dieses Beispiels besteht
darin, den inhibitorischen Einfluss von Schmelzmatrixderivaten und
Schmelzmatrixproteinen auf mikrobielles Wachstum in vitro zu beweisen.
-
Die in diesem Beispiel verwendeten
Proteine wurden in Phosphat-gepufferter Salzlösung (PBS), deren pH mit Essigsäure auf
5,5 eingestellt worden war, gelöst.
Die verwendeten Mikroben wurden in PBS, pH 6,8, zu einer Endkonzentration
mit einer OD600 von 0,4 suspendiert.
-
50 Mikroliter EMDOGAIN(R) (30
mg EMD in 1 ml PGA) und 50 Mikroliter EMD, wärmebehandeltes EMD, EMD-Fraktionen
A, B, C und H (alle 10 mg Protein pro ml PBS-Puffer) wurden auf
eine Agarplatte getröpfelt
und auf der Platte an der Luft trocknen gelassen (9 cm Durchmesser,
Standard-Agar zur Bestimmung der Resistenz, zugesetzte Ergänzungen,
wie bei den einzelnen Mikroben erforderlich). Eine homogene Mikrobensuspension
(1 ml, OD280 = 0,5) wurde dann durch Ausbreiten
der Suspension auf den Agarplatten zugegeben und die Platten wurden
3 Tage bei 35°C
(aerobe Kulturen) oder 14 Tage (anaerobe Kulturen) in einer mit CO2 angereicherten Atmosphäre oder unter anaeroben Bedingungen
entsprechend den individuellen Wachstumsanforderungen inkubiert.
Alle Kulturen wurden täglich
untersucht. Kollagen Typ 1 und Serumalbumin (beide vom Rind) wurden
unter denselben Bedingungen als Kontrollen getestet. Unverdünntes Propylenglykolalginat
(PGA-EMD-Vehikel), PBS-Puffer und Hyaluronsäure (HA – alternatives EMD-Vehikel)
wurden als negative Kontrollen verwendet.
-
Die Resultate sind in Tabelle 1 angegeben.
Nur die Schmelzmatrixderivate oder Schmelzmatrixproteine oder -derivate
inhibierten das Wachstum einiger Mikroben. Es gab keine Anzeichen
für Diffusionszonen
um das Protein, was anzeigt, dass die aufgetragenen EMD-Proteine
an der Agaroberfläche
aggregierten und dass nur Mikroben im direkten Kontakt mit den Proteinen
im Wachstum gehemmt wurden. Als Proben aus den Inhibierungszonen
geerntet und in flüssigem
Medium (LB-Brühe
mit Ergänzungen)
kultiviert wurden, konnten Monokulturen der ursprünglichen
Mikroben wiederbelebt werden, was nahe legt, dass die aktiven Proteine
nicht mikrobizid sind. Alle getesteten Proben waren negativ, was
anzeigt, dass die Resultate durch keinen unspezifischen Mechanismus
beeinflusst wurden. Tabelle
1
Wachstum (+/–)
auf der Testsubstanz
- EMD-Fraktion A
- hauptsächlich Amelogenin
~26 bis 20 kDa
- EMD-Fraktion B
- ~17 bis 13 kDa-Proteine
- EMD-Fraktion C
- ~10 bis 5 kDa-Peptide
- EMD-Fraktion H
- alle Proteine in EMD
mit einem Molekulargewicht von über
27 kDa
- +
- gibt normales Mikrobenwachstum
an
- –
- gibt vollständig inhibiertes
Mikrobenwachstum an
- +/–
- gibt eine gewisse
Wachstumshemmung verglichen mit negativen Kontollen an.
-
Alle Resultate in der Tabelle wurden
am zweiten Tag (aerobe Kulturen) oder nach 5 Tagen (anaerobe Kulturen)
Inkubation aufgezeichnet.
-
Diese Resultate zeigen, dass EMD,
das Proteine oder Peptide enthält,
wenn diese an einer Oberfläche aggregieren gelassen
werden, das Wachstum von bestimmten gram-negativen Stäbchen und
einigen gram-positiven Kokken hemmt. Basierend auf den grundlegenden
Verhaltenscharakteristika von EMD-Proteinen (siehe jpc) und da die Wirkung
nicht mikrobizid ist, ist eine vernünftige Erklärung für die beobachtete Wirkung die,
dass Proteinaggregate eine unlösliche
Barriere bilden, die die Mikroben vom notwendigen Wachstumssubstrat
(von notwenigen Wachstumssubstraten) trennt.
-
Beispiel 3
-
Wirkung von EMD auf die
Anheftungsrate von Actinomyces viscosus in vitro
-
Einleitung
-
Die Wirkung von EMD auf die ursprüngliche
Anheftung von Actinomyces viscosus, ein Mundorganismus, der in Zahnbelag
weitverbreitet ist, üblicherweise
aber nicht mit schwerer Periodontitis in Verbindung gebracht wird,
wurde untersucht. Obgleich dieser Organismus mit Porphyromonas gingivalis
Aggregate bilden kann und somit Einfluss auf die Besiedlung der
Wurzeloberfläche
mit möglichen
periodontalen Pathogenen haben kann, werden Actinomyces spp. in
relativ großen
Anteilen an gesunden subgingivalen Stellen gefunden (diese Feststellungen
bestätigen
die von Liljemark et al., Microbiol. Immunol. 8, 1993, S. 5–15, die
herausgefunden haben, dass die Anteilsmengen von Actinomyces spp.
nach periodontalen Behandlung deutlich erhöht waren). Haffajee et al.,
J. Clin. Periodont. 24, 1997, S. 767–776, schlossen aus mikrobiologischen
Zählungen in
subgingivalen Plaque, dass bei Personen mit guter Reaktion auf eine
anfängliche
periodontale Behandlung A. viscosus und T. denticola relativ reichlich
vorhanden waren.
-
Materialien
-
Actinomyces viscosus HG85 wurde von
Dr. A. J. van Winkelhoff (Dept. Of Oral Microbiology, ACTA) bereitgestellt.
EMDOGAIN(R) wurde von BIORA (Malmö, Schweden)
bereitgestellt. Das RBS-Detergens wurde von Fluka (Fluka Chemie
AG, Buchs, Schweiz) bezogen.
-
Bakterielles
Wachstum und Ernten
-
A. viscosus wurde von Blutagarplatten
in Chargenkultur in Schaedler's
Brühenmedium
24 Stunden bei 37°C
inkubiert. Diese Kultur wurde verwendet, um eine zweite Kultur in
Schaedler's Brühe zu inokulieren,
die für
16 Stunden wachsen gelassen wurde. Zellen wurden durch Zentrifugieren
(5 Minuten bei 6500 × g)
geerntet und zweimal mit entmineralisiertem Wasser gewaschen. Anschließend wurden
die Mikroorganismen für
20 Sekunden bei 30 W (Vibra Cell Modell 375, Sonics and Materials
Inc. Danbury, CT, U.S.A.) beschallt, um Bakterienketten und -aggregate
zu brechen. Die Beschallung wurde intermittierend durchgeführt, während im
Wasserbad mit Eis und Wasser gekühlt
wurde. Die Zellen wurden unter Verwendung eines Bürker-Türker-Zellzählgeräts gezählt. A.
viscosus wurde in Adhäsionspuffer
(2 mM Kaliumphosphat, 50 mM Kaliumchlorid und 1 mM Calciumchlorid,
pH 6,8) suspendiert.
-
Beschichtung
von Glasplatten
-
Glasplatten wurden gründlich durch
Beschallung in 5 RBS-Detergens, ausgiebiges Spülen mit Leitungswasser, Waschen
mit Methanol und schließlich
Spülen
mit destilliertem Wasser, gereinigt. Dieses Verfahren führt zu einem
Wasserkontaktwinkel von Null Grad. EMD wurde in 0,01 M Essigsäure mit
einer Konzentration von 7,5 mg/ml gelöst. Die Glasplatten wurden
dann unter Verwendung eines Teflonmarkers (DAKO A/S, Glostrup, Dänemark)
in zwei Hälften
geteilt. Essigsäure
(0,01 M) wurde auf eine Seite aufgetragen; 250 μg EMD wurden auf die andere
Seite aufgetragen. Die Glasplatten wurden in einer Strömungskammer
für 4 bis
6 Stunden luftgetrocknet.
-
Strömungsexperiment
-
Die Strömungskammer und das Computersystem,
das in diesem Experiment verwendet wurden, sind schematisch in 3 dargestellt. Vor jedem
Experiment wurden alle Röhrchen
und die Strömungskammer
gut mit Adhäsionspuffer
gefüllt,
wobei darauf geachtet wurde, dass das System keine Luftblasen enthielt.
Die beschichteten Glasplatten bildeten den Boden der Strömungskammer.
Die Strömungsgeschwindigkeit
wurde auf 2,5 ml/min eingestellt (was mit der durchschnittlichen
Strömungsgeschwindigkeit
von Speichel beim Menschen vergleichbar ist). Die Bakteriensuspension
wurde für
etwa 3 bis 4 Stunden durch das System zirkuliert und die Anzahl
der Bakterien, die am Substrat hafteten, wurde gezählt. Es
wurden drei unabhängige
Experimente durchgeführt.
Alle Experimente wurden mit 3 × 108-Zellen
pro 250 ml Adhäsionspuffer
durchgeführt.
Während des
Experiments wurden alle 10 bis 15 Minuten an 6 vorbestimmten Stellen über den
Kontroll- und EMD-beschichteten Platten Bilder aufgenommen. Die
Kanalhöhe
der parallelen Strömungskammer
war 0,6 mm.
-
Datenanalyse
-
Nach Zählung der anhafteten Zellen
in allen Bildern wurden die Daten auf Bakterien pro Quadratzentimeter
umgewandelt. Für
jedes Experiment wurde die Endzahl an Mikroorganismen pro cm2 zur statistischen Analyse verwendet (Studenten
t-Test für paarweise
Beobachtungen unter Verwendung von n als Anzahl der Experimente).
-
Resultate
-
Experiment 1 (4) zeigte eine allmähliche Zunahme der Menge an
angehefteten Mikroorganismen, insbesondere während der ersten 150 Minuten
des Strömens.
Nach diesem Zeitintervall hatte die Zahl der Mikroorganismen, die
an EMD hafteten, ein Plateau von 2,0 × 106 Bakterien
pro cm2 erreicht, was etwa viermal höher war
als die Zahl bei mit Essigsäure
behandelten Glasplatten.
-
Auch in Experiment 2 (5) stimulierte EMD die
Anheftung von A. viscosus an das Substrat ziemlich dramatisch. Allerdings
war der Effekt zu Beginn des Experiments weniger klar. Vielleicht
lag dies an der geringeren Dichte an Organismen, die im Strömungssystem
eingesetzt wurden. Nach 90 Minuten stieg die Anzahl der Bakterien,
die an EMD anhafteten, allmählich
im Vergleich zur Kontrolle an, erreichte nach 3 Stunden ein Maximum
von 1,4 × 106 pro cm2, d. h.
einen dreifachen Anstieg.
-
Das dritte Experiment (6) zeigte eine Stimulation
der Anheftung von A. viscosus an die EMD-Beschichtung bereits nach
5 Minuten Strömung.
EMD induzierte eine rasche Zunahme bei der Zahl angehefteter Organismen
während
der ersten 45 Minuten. Danach wurde die Anheftung progressiv fortgesetzt.
Eine Anheftung an die mit Essigsäure
behandelte Seite zeigte ein ähnliches
Muster, allerdings mit einer geringeren Anheftung von Mikroorganismen.
Nach 200 Minuten war die Anheftung an die EMD-Beschichtung zweimal
höher als
die an der mit Essigsäure
behandelten Oberfläche.
-
In den drei Experimenten, die zusammengenommen
wurden, erwies sich die Differenz als statistisch signifikant (p < 0,05).
-
Aus den Resultaten geht hervor, dass
EMD, das als Beschichtung auf einer Glasoberfläche verwendet wurde, in vitro
eine beträchtliche
stimulatorische Wirkung auf die Anheftung von A. viscosus hat. Obgleich
noch nicht bekannt ist, welche Faktoren für diese verstärkte anfängliche
Anheftung verantwortlich sind, wird angenommen, dass der Organismus
mit den Prolinresten, die in der Amelogeninkomponente des im Handel
verfügbaren
Proteingemisches reichlich vorhanden sind, wechselwirkt. Eine Bakterienadhäsion wird
oft durch spezifische Protein-Peptid- und Lectin-Kohlenhydrat-Erkennung
bestimmt. Es ist bekannt, dass A. viscosus mit seinen Fimbrien,
Typ 1, spezifisch an prolinreiche Proteine, wie zum Beispiel prolinreiche
Speichelproteine (PRPs), und Kollagene, Typ I und III, binden kann.
-
Spezifische Wechselwirkungen zwischen
EMD und bestimmten Mundmikroorganismen könnten wichtige Konsequenzen
für die
Zusammensetzungen des Biofilms in der Mundhöhle haben, da sich die Umgebung der
Plaque ändern
kann. Wenn Verschiebungen in der Umgebung (in der Ökologie)
in der Richtung gemacht werden könnten,
dass Organismen, die nicht mit einer periodontalen Krankheit in
Verbindung stehen, begünstigt
werden, könnte
eine Anwendung von EMD genau durch diese Wirkung zu einer Verbesserung
des periodontalen Zustands führen.
Dies unterscheidet sich von anderen günstigen Wirkungen von EMD deutlich.
-
Beispiel 4
-
Wirkung von EMD auf die
Rate der Anheftung von Streptococcus mutans in vitro
-
Einleitung
-
Es gibt eine ganze Menge an Beweismaterial
für eine
kausale Rolle von Plaque-Organismen in der Pathogenese von Mundkrankheiten,
wie zum Beispiel Paradontits und Karies. Nach dem derzeitigen Modell einer
supragingivalen Plaque-Bildung
wird davon ausgegangen, dass Streptococcus spp. die vorherrschenden Besiedler
der Zahnoberfläche
sind. Folglich entwickelt sich Plaque durch bakterielles Wachstum
und durch weiteres Hinzukommen anderer Bakterienspezies. Dieses
Hinzukommen kann via Bakterium-Bakteriumbindung erfolgen oder kann
durch Speichelmoleküle
vermittelt sein. Der Aufbau von Plaque wird auch durch die Produktion
von extrazellulären
Makromolekülen
erleichtert. S. mutans wird nun als eine der Biofilmspezies angesehen,
der große
Beachtung zu schenken ist, und zwar wegen ihrer Verbindung mit Zahnkaries.
Obgleich gezeigt wurde, dass mehrere gram-positive Bakterien (d.
h. S. mutans) alveolären
Knochenverlust bei gnotobiotischen Tieren verursachen, scheinen
diese Mikroorganismen nicht zu denen zu gehören, die hauptsächlich an
der Ökologie
der sich entwickelnden periodontalen Taschen zu gehören. Dennoch
müssen
potiell pathogene Mikroorganismen fähig sein, sowohl den Wirtsabwehr-
und Immunmechanismen auszuweichen, wie auch eine Zerstörung des
Wirtsgewebes zu initiieren.
-
Materialien
-
Streptococcus mutans NS wurde freundlicherweise
von Dr. H. van der Mei (Materia Technica, Universität von Groningen)
zur Verfügung
gestellt. EMDOGAIN(R) wurde von BIORA (Malmö, Schweden)
zur Verfügung
gestellt. RBS-Detergens wurde von Fluka (Fluka Chemie AG, Buchs,
Schweiz) bezogen.
-
Bakterielles
Wachstum und Ernten
-
S. mutans wurde aus Blutagarplatten
in Chargenkultur in Medium Todd Hewitt-Brühe für 24 Stunden bei 37°C inokuliert.
Diese Kultur wurde verwendet, um eine zweite Kultur im Medium Todd
Hewitt-Brühe
zu inokulieren, die dann für
16 Stunden wachsengelassen wurde. Die Zellen wurden durch Zentrifugieren
(5 Minuten bei 6500 × g)
zentrifugiert und zweimal mit entmineralisiertem Wasser gewaschen.
Anschließend
wurden die Mikroorganismen für
20 Sekunden bei 30 W (Vibra Cell Modell 375, Sonics and Materials
Inc., Danbury, CT, U.S.A.) beschallt, um Bakterienketten und -aggregate
zu brechen. Die Beschallung wurde intermittierend durchgeführt, während in
einem Bad mit Eis und Wasser gekühlt
wurde. Zellen wurden unter Verwendung eines Bürker-Türker-Zellzählgeräts gezählt. Schließlich wurde S. mutans in Adhäsionspuffer
(2 mM Kaliumphosphat, 50 mM Kaliumchlorid und 1 mM Calciumchlorid,
pH 6,8) suspendiert.
-
Beschichtung
von Glasplatten
-
Glasplatten wurden durch Beschallung
in 5% RBS-Detergens,
ausgiebiges Spülen
mit Leitungswasser, Waschen in Methanol und abschließendes Spülen mit
destilliertem Wasser gründlich
gereinigt. Dieses Verfahren führte
zu einem Wasserkontaktwinkel von Null Grad. EMD wurde in 0,01 M
Essigsäure
in einer Konzentration von 7,5 mg/ml aufgelöst. Die Glasplatten wurden
unter Verwendung eines Teflonmarkers (DAKO A/S, Glostrup, Dänemark)
in zwei Hälften
geteilt. Essigsäure
(0,01 M) wurde auf die eine Seite aufgetragen; 250 μg EMD wurde
auf die andere Seite aufgetragen. Die Glasplatten wurden in einer
Strömungskammer
für 4 bis
6 Stunden luftgetrocknet.
-
Strömungsexperiment
-
Die Strömungskammer und das Computersystem,
die in diesem Experiment verwendet wurden, sind schematisch in 3 dargestellt. Vor jedem
Experiment wurden alle Röhrchen
und die Strömungskammer
gut mit Adhäsionspuffer
gefüllt,
wobei darauf geachtet wurde, dass das System keine Luftblasen enthielt.
Die beschichteten Glasplatten bildeten den Boden der Strömungskammer.
Die Strömungsgeschwindigkeit
wurde auf 2,5 ml/min eingestellt (was mit der durchschnittlichen
Strömungsgeschwindigkeit
von Speichel beim Menschen vergleichbar ist). Die Bakteriensuspension
wurde für
etwa 3 bis 4 Stunden durch das System zirkuliert und die Zahl der
Bakterien, die an dem Substrat haftete, wurde gezählt. Es
wurden drei unabhängige
Experimente durchgeführt.
Alle Experimente wurden mit 3 × 108 Zellen pro 250 ml Adhäsionspuffer durchgeführt. Während des
Experiments wurden alle 10 bis 15 Minuten an 6 vorbestimmten Stellen über den
Kontroll- und auch über den
EMD-beschichteten
Platten Bilder aufgenommen. Die Kanalhöhe der parallelen Strömungskammer
war 0,6 mm.
-
Datenanalyse
-
Nach dem Zählen der anhaftenden Zellen
in allen Bildern wurden Daten in Bakterien pro Quadratzentimeter
umgewandelt. Für
jedes Experiment wurde die Endzahl an Mikroorganismen pro cm2 zur statistischen Analyse verwendet (Studenten
t-Test für gepaarte
Beobachtungen unter Verwendung von n als Anzahl der Experimente).
-
Resultate
-
In jedem der drei Experimente zeigte
EMD eine inhibitorische Wirkung auf die Geschwindigkeit der Anheftung
von S. mutans (7, 8, 9; p < 0,05).
Die Hemmung erreichte im Ver gleich zu mit Essigsäure behandelten Kontrollen
etwa 40 bis 70%.
-
Das erste Experiment (7) zeigte bereits nach
10. Minuten Strömung
eine Inhibierung der Menge an angehefteten S. mutans, die an der
mit EMD beschichteten Glasoberfläche
haftete. Nach 3 Stunden Anheftung war die Inhibierung etwa 60 der
Kontrolle.
-
Im zweiten Experiment (8) begann EMP die Anheftung
von S. mutans nach 1 1/2 Stunden Strömung zu inhibieren. Die Anzahl
an S. mutans, die an EMD haftete, erreichte eine Ebene von 0,5 Millionen
pro cm2 nach etwa 40 Minuten Strömung. Nach
3 1/2 Stunden waren die Zahlen im Vergleich zu den Kontrollen etwa
25%.
-
Das dritte Experiment (9) zeigte eine Hemmung
der Anheftung von S. mutans unter dem Einfluss von EMD bereits ab
Beginn des Strömungsverfahrens.
Wie in Experiment 1 stieg die Inhibierung auf bis zu 60% der Kontrollwerte
nach 3 Stunden Strömung.
-
Die vorliegende Untersuchung zeigt,
dass EMD signifikante inhibitorische Wirkung auf das Anheften von
S. mutans an Glasoberflächen
hat. Eine mögliche
Erklärung
für diese
Inhibierung könnte
das Vorliegen von hydrophoben Verbindungen im EMD-Gemisch sein.
Eines der Proteine, das im Gemisch reichlich vorhanden ist, ist
Amelogenin, ein Protein, das neben einer sauren hydrophilen C-terminalen
Sequenz einen hydrophoben Kern enthält, der 100 bis 300 Reste enthält, welche
an Prolin, Leucin, Methionin und Glutamin angereichert sind. Saito
et al., Arch. Oral Biol., 42, 1997, S. 539–545, stellten fest, dass das
Anheften von verschiedenen S. mutans-Stämmen
an ein immobilisiertes hydrophobes Protein (OAIS) inhibiert wurde.
Die Autoren schrieben die Wirkung der negati ven Ladung an der Zelloberfläche der
Mikroorganismen (was für
S. mutans der Fall ist) zu. Andere Oberflächencharakteristika könnte bei
der beeinträchtigten
Anhaftung an das Substrat auch involviert sein. S. mutans enthält ein Oberflächenantigen
I/II, das einen N-terminalen Teil hat, der besonders reich an Alanin
ist und Tandemwiederholungen enthält. Von diesem Bereich wird
vorausgesagt, dass er alpha-helikal ist, eine Superhelixkonfiguration
entwickelt und zu der Hydrophobizität der Zelloberflächen beitragen
kann, die mit der Expression von Antigen I/II verbunden ist.
-
Beispiel 5
-
Wirkung von EMD auf das
Wachstum bestimmter Periopathogene
-
Prevotella intermedia und Porphyromonas
gingivalis wurden für
10 bis 16 Stunden bei 37°C
in Thioglykolatbrühe,
ergänzt
mit 0,5 mg/l Vitamin K und 5 mg/l Hämin, in aerober Atmosphäre, die
durch GasPakPlus-Umhüllungen
in geeigneten Kolben erzeugt wurde, vorinkubiert. Wenn Kulturen
eine OD600 von 0,1 bis 0,2, entsprechend
Zelldichten von 106 bis 107 kbE
(Kolonien bildende Einheiten) pro ml, erreichten, wurden 100 μl-Aliquots
entnommen und die Bakterien wurden durch Zentrifugieren ausgefällt. Die
Bakterien wurden in 100 μl
eines frisch hergestellten Gemisches aus humanem Serum und steriler
Kochsalzlösung
resuspendiert, und die Suspensionen, die 105 bis
106 Zellen enthielten, wurden in sterile
1,5 ml Eppendorf-Röhrchen überführt und
mit (i) 100 μl
EMD-Zubereitung (3 mg EMD in 0,1 ml PGA), (ii) 100 μl PGA-Vehikel,
oder (iii) 100 μl
des Serum/NaCl-Lösung-Gemisches
als Wachstumskontrolle vermischt. 10 μl-Aliquots wurden nach 0, 3,
6 und 24 Stunden für
Wachstums-Assays entnommen. Die Aliquots wurden in steriler 0,9%
NaCl-Lösung
reihenverdünnt
und 10 μl
der Verdünnungsstufen
wurden auf Schaedler-Agar plattiert. Die Kulturbedingungen waren dieselben
wie die für
die Vorkulturen. Agarplatten wurden für 3 bis 4 Tage inkubiert und
kbE und Zelldichten (kbE/ml) wurden anschließend errechnet. Alle Experimente
wurden sechsmal wiederholt.
-
Resultate
(angegeben als kbE/ml in Prozent der Konzentration zur Zeit 0)
1)
Kontrollkulturen zu verschiedenen Zeitpunkten
-
2)
Kulturen in Gegenwart von PGA-Vehikel zu verschiedenen Zeitpunkten
-
3)
Kulturen in Gegenwart von EMD zu verschiedenen Zeitpunkten
-
Die Kulturen wurden durch das Vorliegen
von EMD im Vergleich zu den Kontrollen mit Vehikel allein oder ohne
Zusatz von EMD deutlich inhibiert.
-
Beispiel 6
-
Untersuchung der Wirkung
von EMDOGAIN(R) auf eine verbesserte Heilung
einer Wunde in weichem Gewebe nach periodontaler Operation
-
Der Zweck dieses Beispiels besteht
darin, den Einfluss der Schmelzmatrixderivate und/oder Schmelzmatrixproteine
auf eine verbesserte Wundheilung in weichem Gewebe nach einer periodontalen
Operation zu zeigen.
-
Experimentelle Defekte im marginalen
Periodontium von mehr als 50 Makaken-Affenzähnen wurde geschaffen, indem
dentales Zementum, periodontale Membran und marginaler Alveolarknochen
bis zu einem Cervico-apikalen Abstand von etwa 5 mm mit dem Zahnbohrer
entfernt wurden. Nichts (Kontrolle) oder Schmelzmatrixderivat (erhalten
aus EMDOGAIN(R) entweder als das nicht-rekonstituierte
lyophilisierte Pulver oder als der rekonstituierte Zusammensetzung)
wurde dann auf die experimentellen Defekte angewendet. Die Konzentration
der Proteine in der rekonstituierten Zusammensetzung war etwa 3
bis 30 mg/ml und das angewendete Volumen lag im Bereich von etwa
0,1 bis etwa 0,2 ml pro Defekt.
-
Die Wundheilung wurde während der
folgenden 8 Wochen visuell beurteilt. In Defekten, in denen EMDOGAIN(R) angewendet wurde, war die Heilung gut
(keine Rötung
oder Schwellung) und es gab vernachlässigbare Plaque nach 2 Wochen,
als die Nähte
entfernt wurden; gute Heilung und wenig Gingivitis wurde nach 5
Wochen beobachtet und eine Heilung ohne Komplikationen wurde nach
8 Wochen festgestellt, als die Experimente beendet wurden. Bei den
Kontrolldefekten dagegen zeigten sich Entzündungen mit Retraktionen und reichlich
Plaque nach 2 Wochen, schwere Retraktionen und Gingivitis wurden
sowohl nach 5 Wochen als auch nach 8 Wochen beobachtet.
-
Beispiel 7
-
Untersuchung über die
Wirkung von Schmelzmatrixderivaten und Schmelzmatrixproteinen auf
die Wundheilung nach periodontaler Operation
-
Der Zweck dieses Beispiels besteht
darin, den Einfluss der Schmelzmatrixderivate und Schmelzmatrixproteine
auf eine schnelle Wundheilung bei Patienten nach periodontaler Operation
zu zeigen.
-
Fünfundfünfzig (55)
Patienten, die eine periodontale Operation benötigten, wurden in zwei Gruppen eingeteilt,
eine erhielt eine herkömmliche
Operation nach der modifizierten Widman-Flap-Technik (Lappentechnik)
(20 Patienten) und die andere erhielt dasselbe Verfahren plus Anwendung
von EMDOGAIN(R) (35 Patienten) (Konzentration
war 30 mg Protein/ml und etwa 0,3 ml wurde pro Zahn angewendet).
Keiner der Patienten erhielt zum Zeitpunkt der Operation Antibiotika,
allerdings wurden alle instruiert, täglich aseptische Mundspülungen (Chlorhexidin)
zu verwenden.
-
Es wurde eine aktive Befragung der
Patienten bei der Entfernung der Fäden (1 bis 3 Wochen nach Operation)
durchgeführt.
Während
3 (15%) der Kontrollpatienten nachchirurgischer Events hatten, die
Antibiotika erforderten, benötigte
nur ein Patient (3%), der mit EMDOGAIN(R) behandelten
Patienten Patienten, eine solche Behandlung.
-
Beispiel 8
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Untersuchung der Wundheilungswirkung
von Schmelzmatrixderivaten und Schmelzmatrixproteinen nach Zahnextraktion
-
Der Zweck dieses Beispiels besteht
darin, den Einfluss von Schmelzproteinen/Schmelzmatrixderivaten
nach Weisheitszahnextraktionen zu zeigen. Patienten im Alter von
30 Jahren oder älter
mit symmetrisch eingekeilten oder halbeingekeilten Unterkiefer-Weisheitszähnen, die
entfernt werden mussten, erhielten eine Extraktion nach dem klassischen
Verfahren, das ein Hochheben eines vertikalen Lappens zur Durchführung einer
notwendigen Osteoctomie und Sezierung beinhaltete, während der
zweite Weisheitszahn extrahiert wurde und die Alveole vor dem Nähen mit
EMDOGAIN(R) gefüllt wurde. Alle Patienten erhielten
1 bis 2 Stunden vor der Operation Antibiotika (3 g Amoxicillin oder
1 g Erythromycin) und erhielten nach der Operation Ibuprofen (600
mg × 3).
Sie wurden dann angewiesen, für
4 Wochen mit Chlorhexidin (0 bis 1%, 10 ml × 2) zu spülen.
-
Nach 2 Wochen wurden die Fäden entfernt.
Die Heilung der EMDOGAIN(R)- und der Kontrollstellen wurde
vom Patienten und vom Zahnarzt beurteilt. In einem Zentrum hatten
9 Patienten kontralaterale Extraktionen mit/ohne EMDOGAIN(R). Ein Patient hatte eine leichte Reizung
durch Nähte
an beiden Stellen, während ein
anderer Patient starke Schmerzen an der Kontrollstelle hatte, aber
keine Probleme an der mit EMDOGAIN(R) behandelten
Stelle. In einem zweiten Zentrum hatten drei Patienten von 6 Patienten
nur an den Kontrollstellen Schmerzen. Schließlich hatte in einem dritten
Zentrum ein Patient ein ernstes Event, Alveolitis, die an der Kontrollstelle
eines Patienten diagnostiziert wurde. Die mit EMDOGAIN(R) behandelte
Stelle heilte ohne Probleme. Ein anderer Patient hatte eine leichte
Reizung durch die Nähte
an beiden Extraktionsstellen, aber nur die Kontrollstelle war entzündet und
schmerzte und erforderte wiederholte Spülung mit Salzlösung und
die Einnahme von Schmerzmittel.
-
Diese klinischen Resultate zeigen,
dass eine Anwendung von EMDOGAIN(R) im Extraktionsalveolus nach
der Extraktion eines Weisheitszahns die Heilung verbessern kann
und die andernfalls häufigen
schmerzhaften Schwellungen reduzieren kann.
-
Beispiel 9
-
Untersuchung der Wirkung
von Schmelzmatrixderivaten und Schmelzmatrixproteinen auf die Heilung
von Alveolitis sicca
-
Der Zweck dieses Beispiels besteht
darin, den Einfluss von Schmelzproteinen/Schmelzmatrixderivaten
auf die Heilung von Alveolitis sicca (trockener Alveole) zu zeigen.
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Nach Entfernung einer infizierten
35 Radix relicta hatte ein männlicher
Patient, Alter 70, schwere Schmerzen und eine Schwellung in Verbindung
mit der Extraktionsalveole. Bei Untersuchung durch den Zahnarzt
wurde klar, dass er das Krankheitsbild einer Alveolitis sicca entwickelt
hatte, bei der sich das anfängliche Koagulum
getrennt hatte und die Knochenwand der Alveole nekrotisch war. Der
angrenzende Knochen und die weichen Gewebe waren entzündet.
-
Der Patient hatte eine Herzinsuffizienzgeschichte
und wurde mit dem Antikoagulans Marevan behandelt. Als Resultat
dieses Krankheitsbildes hatte er eine verringerte periphere Durchblutung.
Außerdem
rauchte er regelmäßig mehrere
Zigaretten pro Tag.
-
Die Alveolitis wurde auf herkömmliche
Weise mit Entfernung von nekrotischem Knochen und Induzierung einer
neuen Blutung behandelt. Das Zahnfleisch wurde ebenfalls mobilisiert
und es wurde Nahtmaterial verwendet, um die Alveole zu schließen. Der
Patient wurde dann zur Bekämpfung
der Infekti on mit Penicillin (Apocillin 660 mg, 2 Tabletten morgens
und abends über
7 Tage) behandelt und auch angewiesen, seinen Mund zweimal täglich mit
einer Chlorhexidinlösung
zu spülen.
Fünf Tage
nach Beendigung der Antibiotikabehandlung zeigte der Patient in
der Zahnklinik noch Klagen über
schwere Schmerzen. Eine Untersuchung des Operationsbereichs erfolgte
visuell und durch Palpation und Sondieren; es wurde festgestellt,
dass die Alveolitis fortbestand und dass mehr nekrotischer Knochen
vorhanden war. Eine Röntgenuntersuchung
zeigte eine Knochenzerstörung
und Nekrose bis zum apikalen Teil der Alveole. Der Operationsbereich
wurde nochmals gereinigt und die resultierende Knochenläsion wurde
mit EMDOGAIN(R) gefüllt (30 mg/ml, max. 0,5 ml
wurden angewendet) und es wurde eine neue Naht angelegt, um die
Alveole zu schließen.
Es wurde keine zusätzliche Behandlung
angesetzt, aber der Patient wurde angewiesen, das Spülen mit
Chlorhexidinlösung
fortzusetzen. Zwei Tage später
berichtete der Patient der Klinik, dass sowohl die Schmerzen wie
auch die Schwellung vergangen waren. Eine klinische Untersuchung
und die Entfernung der Fäden
eine Woche nach der EMDOGAIN(R)-Behandlung
zeigte eine gute Heilung ohne Anzeichen von nekrotischen Geweben
oder Entzündung und
eine intakte Gingiva ohne Rötung
oder Schwellung, die den Wundbereich bedeckte. Bei der Palpation
oder beim Sondieren traten keine Blutung und keine Schmerzen auf.
Es konnte kein fauler Geruch und Geschmack oder Exudat beobachtet
werden. Der Patient berichtete über
keine Schmerzen oder andere Symptome.
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Beispiel 10
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Untersuchung der prophylaktischen
Wirkung von Schmelzmatrixderivaten und Schmelzmatrixprotein bei
Alveolitis sicca
-
Der Zweck dieses Beispiels besteht
darin, die prophylaktische Wirkung von Schmelzmatrixderivaten und
Schmelzmat rixproteinen bei der Prävention von Alveolitis sicca
zu zeigen.
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Eine 82-jährige Patientin hatte eine
longitudinale Wurzelfraktur an Zahn 44. Dieser Zahn war ein Pfeiler
in einer Brücke,
die von Zahn 35 bis 46 ging, und hatte einige Jahre früher eine
endodontische Behandlung erfahren. Die Zahnfleischumgebung des Zahns
war entzündet
und es gab eine Zahnfleischtasche bis zum Apex des Zahns an der
lingualen Seite. Das Röntgenbild
zeigte eine schwere lokale Periodontitis an Zahn 44.
-
Die Patientin hatte eine gute Mundhygiene,
wurde aber infolge einer Herzkrankheit mit Marevan (Antikoagulans)
behandelt, wodurch mit Sondieren leicht eine Blutung des Zahnfleischs
hervorgerufen wurde. Sechs Monate vorher war der Patientin ihr Zahn
35 infolge schwerer Periodontitis operativ entfernt worden. Nach
dieser Operation litt sie lange Zeit an dem Krankheitsbild Alveolitis
sicca. Sie war sehr besorgt, dass die Entfernung von Zahn 44 nicht
dieselben postoperationen Komplikationen hervorrufen würde, die
sie damals erfahren hatte. Sie war darüber informiert, dass die Kombination
aus ihrem hohen Alter, der Marevan-Behandlung und der infizierten
Wurzel und der infizierten gingivalen Tasche das Risiko für post-operative
Komplikationen, wie Alveolitis, dramatisch erhöhte, dass es aber keine Alternative
zur chirurgischen Entfernung der Wurzelfragmente gab.
-
Die Patientin stimmte damit überein,
dass Zahn 44 entfernt wurde und unterzog sich als Experiment einer
prophylaktischen Behandlung mit EMDOGAIN(R),
um die Entwicklung von Alveolitis sicca zu verhindern. Die Patientin
wurde beim Einschnitt und bei der Entfernung des bukkalen Knochens
anästhesiert,
damit die Entfernung des Wurzelfragments ohne Lösen der Brücke erfolgen konnte. Nach der
Entfernung wurde die leere Alveole mechanisch gereinigt und mit
EMDOGAIN(R) (30 mg/ml, max. 0,5 ml wurden
angewendet) gereinigt und der Lappen wurde mit einer Naht repositioniert.
Am selben Abend berichtete die Patientin (telefonisch) über ein
lang anhaltendes Bluten aus dem Operationsbereich (die Marevan-Behandlung
war vor der Operation nicht gestoppt worden), nicht aber von anderen
Symptomen. Als das Nahtmaterial fünf Tage nach der Operation
entfernt wurde, war die Operationswunde in weichem Gewebe vollständig geheilt.
Die Patientin berichtet keine anderen Symptome wie Schmerzen oder
Schwellung nach der Operation und war mit der Behandlung sehr zufrieden.
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Beispiel 11
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Untersuchung über die
Wirkung von Schmelzmatrixderivaten und Schmelzmatrixproteinen auf
die Heilung bei post-traumatischen Komplikationen
-
Der Zweck dieses Beispiels besteht
darin, den Einfluss von Schmelzproteinen/Schmelzmatrixderivaten
auf die Heilung post-traumatischer Komplikationen bei einem Patienten
zu zeigen.
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Nach einem Unfall wurden bei einem
Patienten die beeinträchtigten
oberen Frontzähne
in einer Notfallklinik ligiert. Der Zahnarzt stellte fest, dass
die Zähne
11 und 12 avital waren, die Zähne
12 und 22 hatte mesio-incisale Frakturen, Klasse I oder II. Das
marginale Zahnfleisch war stark entzündet und haftete schlecht an
den Zahnoberflächen.
Der Patient hatte Schmerzen und klagte über Taubheitsgefühl, Schwellung
und schlechten Geschmack und schlechten Geruch. Es gab auch Anzeichen
für eine
periodontale Ligamentverletzung in den apikalen Regionen der Zähne 11 und
21. Beide Schneidezähne
wurden gereinigt und die Wurzeln wurden mit frisch gemischtem Ca(OH)2 gefüllt.
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Nach 4 Wochen wurde die Wundheilung
noch als unbefriedigend beurteilt. Das Krankheitsbild hatte sich
zu einer chronischen Entzündung
entwickelt und die Zähne
wurden als verloren angesehen. Eine Standardbehandlung dieses Krankheitsbildes
wäre die
Extraktion aller vier Schneidezähne
und der Ersatz mit einer Brücke
oder Implantaten. Allerdings widersprach der Patient dieser Behandlung
strikt und als letzte Anstrengung, die Zähne zu retten, wurde eine Zahnfleischlappenoperation
an allen vier betroffenen Zähnen
(11, 12, 21, 22) durchgeführt.
Es wurden zwei Phiolen EMDOGRIN(R) verwendet
(60 mg in 3 ml). Es wurden höchstens 0,2
ml EMDOGAIN(R) (30 mg/ml) pro Zahn mit einer
Spritze aufgetragen, bevor die Lappen mit 7 Stichen wieder festgenäht wurden.
Vier der Fäden
wurden 5 Tage nach der Operation entfernt. Es gab eine deutliche
Verbesserung des subjektiven und des klinischen Zustands. Der Patient
klagte nicht länger über Schmerzen,
das Taubheitsgefühl
war vorbei und es gab keinen faulen Geruch oder Geschmack aus dem
betroffenen Bereich. Nach 2 Wochen wurden die restlichen Nähte entfernt.
Das Zahnfleisch zeigte keine Anzeichen von Entzündung und der Patient hatte
keine Beschwerden. Das Zahnfleisch wurde mit einer Sonde untersucht
und zeigte keine Anzeichen einer Entzündung; es war fest am Zahn
und/oder dem alveolären
Knochen befestigt, hatte eine rosa Farbe (nicht deutlich rot, wie
es in entzündeten
Bereichen beobachtet wird) und eine normale (nicht geschwollene)
Interdentalpapille. Darüber
hinaus wurde eine deutliche Verbesserung beim Aussehen des periodontalen
Ligaments in den beeinträchtigten
Teilen der Zähne
und Abscheidungen von neuem alveolärem Knochen, was durch Röntgenuntersuchung
sichtbar gemacht wurde, beobachtet.
-
Beispiel 12
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Heilung von traumatischen
Wunden in der Nachbarschaft von Zähnen und Nerven
-
Fallbeschreibung
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Eine 39 Jahre alte Patientin hatte
eine schwere Pericoronitis um ihren unteren linken Weisheitszahn (38).
In der öffentlichen
Zahnklinik wurde der Zahn teilweise entfernt, wobei die apikale
Hälfte
des Zahns nach einer iatrogenen Zahnfraktur im Kiefer zurückblieb.
Unter Schmerzen wurde die Patientin am nächsten Tag an einen Spezialisten
der Kieferchirurgie zur operativen Entfernung des Wurzelfragments überwiesen.
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Zwei Tage nach der Operation ging
die Patientin zu ihrem normalen Zahnarzt zur Kontrolle. Sie war
an der linken Seite geschwollen und zeigte eine andauernde und vollständige Blockierung
des linken mandibulären
Nervens. Eine klinische Untersuchung und Röntgenbilder zeigten, dass während der
Operation eine schwere Schädigung
durch Bohren bis zum Kieferknochen, dem apikalen Drittel der distalen
Wurzel von Zahn 37 und dem mandibulären Nervenkanal erfolgt war
(siehe Röntgenbild, 1A); die Sondierungstaschentiefe distal
zum Zahn 37 war 25 mm von der Oberseite der Zahnkrone, die in der
Vergangenheit die Spitze der distalen Wurzel war.
-
Bei einem Versuch, eine Knochen-
und Nervenheilung und eine Regeneration des verloren gegangenen
periodontalen Ligaments am Zahn 37 zu induzieren, wurde die Operationswunde
geöffnet
und sorgfältig gereinigt.
Nach Debridement mit Kochsalzlösung
wurde der freigelegte Knochen, die distale Wurzeloberfläche von
37 und der mandibuläre
Nerv mit EMDOGAIN(R) (30 mg/ml, im Überschuss
aufgetragen; ca. 1 ml) bedeckt und die Wunde wurde mit drei Fäden genäht. Die
Patientin wurde angewiesen, ihren Mund zweimal täglich für die nächsten fünf Tage mit Chlorhexidinlösung (Corsodyl(R)) zu spülen und es wurde eine 5-tägige prophylaktische
Behandlung mit Penicillin (Ampicillin, 660 mg × 4) initiiert.
-
Nach zehn Tagen kam die Patientin
zur Kontrolle und zur Entfernung der Nahtmaterialien zurück. Zu dieser
Zeit war die Schwellung vergangen und die Heilung des weichen Gewebes
war sehr gut. Allerdings bestand die vollständige Anästhesie des mandibulären Nervens
weiter und die Patientin wurde darüber informiert, dass die Prognose
für einen
gerissenen Nerv bestenfalls ungewiss ist. Zu diesem Zeitpunkt machte
es die Anästhesie
unmöglich,
die Lebensfähigkeit
von Zahn 37 zu untersuchen. Normalerweise führt eine Wurzelschädigung wie
die hier vorliegende zu einer Nekrose der Pulpa und zu einr Ankylose
des Zahns. Um diese Komplikationen zu vermeiden ist eines endodontische
Behandlung angezeigt. Um zu sehen, ob die experimentelle Behandlung
eine periodontale Ligamentheilung begünstigen könnte, wurde dem Patienten allerdings empfohlen,
den Zahn für
eine Zeit unbehandelt zu lassen. Der Patient wurde zu monatlichen
Kontrollen bestellt.
-
Zwei Monate nach der obigen Kontrolle
hatte die Patientin eine lokale Hyperästhesie in ihrer linken Unterlippe,
ein Anzeichen für
die Nervenheilung. Das weiche Gewebe in Region 37–38 war
perfekt ohne Narbenbildung verheilt. Ein Röntgenbild zeigte auch neue
Knochenbildung in der Extraktionsalveola. Zahn 37 und das umgebende
Gewebe litt noch an Anästhesie.
-
Vier Monate nach der Behandlung war
die Anästhesie
vorbei und Zahn 37 wurde als vital, aber überempfindlich, sowohl mit
Temperaturempfindlichkeit und bei Elektrizitätstests, beurteilt. Ein Röntgenbild
zeigte, dass die Knochen füllung
in der Extraktionsalveola deutlich war und dass es Anzeichen für eine periodontale Regeneration
an der distalen Wurzel von Zahn 37 gab.
-
Fünf
Monate nach der Anfangsbehandlung mit EMDOGAIN(R) wurde
die Vitalität
von Zahn 37 als normal getestet. Zu dieser Zeit war auf dem Röntgenbild
eine vollständige
Regeneration eines funktionellen periodontalen Ligaments erkennbar
und neu gebildeter alveolärer
Knochen mit normalem Aussehen hatte die Knochendefekte und die Extraktionsalveole
gefüllt.
Es gab keine Anzeichen für
Ankylose. Die Taschensondierungstiefe distal von Zahn 37 betrug
nun nur 10 mm, was etwa 1 mm unter der Zementschmelzverbindung ist.
Nach dieser Kontrolle wurde die Patientin als vollständig geheilt
entlassen und für
normale Recalls in 1-Jahres-Intervallen eingetragen.
-
Bemerkungen:
-
Eine vollständige und schnelle Heilung
von traumatischen Wunden in der Nachbarschaft von Zähnen und
Nerven nach chirurgischer Entfernung von Weisheitszähnen sind
selten. Üblicherweise
enden Komplikationen, die so schwer sind wie die oben berichteten,
mit der vollständigen
Entfernung des beschädigten
Zahns oder zumindest in der endodontischen Entfernung der Zahnpulpa
und einer Wurzelfüllung,
gefolgt von einer Knochenheilung mit Ankylose. Ein gerissener Nerv
benötigt
normalerweise 8 bis 12 Monate zur Heilung, wenn überhaupt, und oft bleiben einige
Bereiche für
mehrere Jahre mit Parästhesie.
Die schnelle und gute Qualität der
oben beschriebenen Heilung ist äußerst ungewöhnlich und
sollte als Anzeichen für
das Wundheilungsvermögen
von EMDOGAIN(R) angesehen werden.
-
Röntgenaufnahmen:
-
- A: Patient zwei Tage nach Entfernung von Zahn
38. Beachte den großen
Defekt distal an Zahn 37 und die Involvierung des mandibulären Kanals.
Während
der Operation wurde auch der alveoläre Knochen distobuccal an Zahn
37 entfernt.
- B: Patient fünf
Monate nach der Operation. Beachte Anzeichen für vollständiges funktionelles periodontales Ligament
(Lamina dura) im Defekt am distalen Teil der Wurzel an Zahn 37.
Es gibt keine Anzeichen für
Ankylose. Die Umrisse des mandibulären Kanals können erkannt
werden und die Extraktionsalveola ist vollständig mit Knochen gefüllt. Beachte
auch die neue distobuccale alveoläre Knochenbildung um Zahn 37.
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Beispiel 13
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Untersuchung der Wirkung
von Schmelzmatrixderivaten und Schmelzmatrixproteinen auf die Heilung
von Ulcus cruris (Venen-Ulcus)
-
Patient 1
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Der Patient war männlich, 1926 geboren, und hatte
eine Krankheitsgeschichte mit wiederholter Thrombose mit schlimmem
post-thrombotischen Syndrom und wiederkehrenden Venen-Ulcera. Er
wurde systemisch mit Cumarinderivaten als Antikoagulans behandelt
und die Ulcera wurden lokal mit Crupodex (Dextranmonomer) BIOGAL
und 3%iger Borsäurelösung behandelt.
-
Zu Beginn der Behandlung mit EMDOGAIN(R) hatte er ein Venen-Ulcera mit einer ovalen
Größe von 5 × 4 cm und
einer Tiefe von 0,5 mm, das im Granulationsstadium mit sehr schlechter
Epithelialisierung war.
-
Die Wunde wurde mit 3% H2O2 desinfiziert und 500 μl EMDOGAIN(R) wurden
tropfenweise aufgetragen und mit Hilfe eines sterilen Stäbchens gleichmäßig ausgebreitet.
Das EMDOGAIN(R) wurde für 10 Minuten an der Luft gelassen
und dann wurde die Wunde mit Inadine (Johnson & Johnson) Rayon-Verband, der mit
10% Povidon-Iod-Salbe imprägniert
war, bedeckt.
-
Nach 5 Tagen hatte eine Epithelialisierung
im proximalen Teil des Ulcus stattgefunden und das Ulcus war auf
1,8 × 2,2
cm verkleinert; außerdem
gab es keine Nebenreaktion (Entzündung).
Es wurde kein EMDOGAIN(R) aufgetragen. Nach
12 Tagen hatte eine weitere Epithelialisierung im proximalen Teil
und eine neue Epithelialisierung im lateralen Teil in einem Bereich
von etwa 2 × 2
cm stattgefunden. Fast die Hälfte
des Ulcus war geheilt. Es wurden 400 μl EMDOGAIN(R) aufgetragen.
-
Nach 19 Tagen hatte eine weitere
Epithelialisierung in den proximalen und lateralen Teilen des Ulcus stattgefunden,
nicht aber im distalen Teil, in dem das Ulcus eher tief war (etwa
1 mm). Mehr als die Hälfte
des Ulcus war verheilt. Es wurden 300 μl EMDOGAIN(R) angewendet.
Seit Beginn der Behandlung mit EMDOGAIN(R) hatte
der Patient keine Schmerzen im Ulcus, was im Gegensatz zu dem Zustand
vor Beginn der Behandlung stand. EMDOGAIN(R) wurde
dann einmal pro Woche bis zum Tag 40 (mit 200 μl) angewendet und das Ulcus
wurde nach 47 Tagen als vollständig
verheilt angesehen.
-
Patient 2
-
Der Patient war weiblich, 1949 geboren,
und hatte Varizen, eine chronische Veneninsuffizienz und wiederkehrende
Venen-Ulcera. Sie hatte eine polyvalente Allergie gegen Pharmazeutika
(Arzneimittel, Medikamente) wie auch Exzema varico sum. Sie war vorher
lokal mit Otosporin-Tropfen (Polymyxin B-Sulfat + Neomycinsulfat + Hydrocortison)
und einer Hydrocortisonkompresse behandelt worden.
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Zu Beginn der Behandlung mit EMDOGAIN(R) war ihr Venen-Ulcus 1 cm im Durchmesser und 2 mm tief.
Es wurden 300 μl
EMDOGAIN(R) angewendet.
-
Nach 5 Tagen war die Epithelialisierung
2 mm um die Wunde (Umfang) und es gab keine Nebenreaktion (Entzündung).
Es wurde kein EMDOGAIN(R) angewendet. Nach
12 Tagen hatte sich die Größe des Ulcus auf
etwa 2 mm im Durchmesser verringert, es wurden 100 μl EMDOGAIN(R) angewendet.
-
Nach 19 Tagen war das Ulcus noch
etwa 2 mm im Durchmesser, allerdings war der Boden schön granuliert
und das Ulcus war nicht so tief (etwa 0,2 mm). Es wurden 100 μl EMDOGAIN(R) angewendet.
-
Dieselbe Patientin hatte einen weiteren
Ulcus am anderen Bein mit etwa 0,3 × 1 cm. Es wurden 200 μl EMDOGAIN(R) angewendet.
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Nach 7 Tagen lag eine neue Epithelialisierung
und eine schöne
Granulation am Boden vor und die Größe hatte sich auf etwa 0,2 × 0,5 cm
verringert.
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100 μl EMDOGAIN(R) wurde
dann einmal die Woche bis Tag 40 auf jedes Ulcus aufgetragen und
die Ulcera wurden nach 47 Tagen als vollständig geheilt angesehen. Es
wurden keine allergischen Reaktionen auf EMDOGAIN(R) beobachtet.
-
Am selben Bein hatte sich ein Ulcus
mit einer Größe von etwa
0,5 × 0,3
cm gebildet, auf den ein 100 μl
EMDOGAIN(R) aufgebracht wurde.
-
Patient 3
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Der Patient war weiblich, 1929 geboren,
und hatte eine Thrombose der tiefen Venen nach einer Wundrose und
zu Beginn der Behandlung mit EMDOGAIN(R) hatte
sie ein sehr großes
Ulcus cruris mit einer Größe von etwa
15 × 19
cm proximal im Progressionszustand, wobei das Ulcus nach verschiedenen
Behandlungen als fast hoffnungslos angesehen wurde. In einem Bereich
von etwa 3 cm ab dem oberen Rand wurden 700 μl EMDOGAIN(R) aufgebracht.
-
Nach 7 Tagen lag keine Epithelialisierung
vor, aber der behandelte Bereich war transparenter (stukturartiger)
mit kleinen verstreuten Granulationsbereichen und in diesem Bereich
gab es keine Schmerzen und keine Anzeichen für Progression. Auf denselben
Bereich wurden 700 μl
EMDOGAIN(R) aufgebracht.
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Nach 4 Wochen entwickelte die Patientin
im distalen Teil des Ulcus, der nicht mit EMDOGAIN(R) behandelt
worden war, eine Infektion, von der angenommen wurde, dass sie durch
Pseudomonas verursacht wurde. Es wurden 700 μl EMDOGAIN(R) aufgebracht.
Nach 7 Tagen war die Infektion verschwunden.
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Patient 4
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Der Patient war weiblich, 1947 geboren,
und hatte Varizen mit oberflächlicher
Thrombophlebitis nach Wundrose, und zu Beginn der Behandlung mit
EMDOGAIN(R) hatte sie ein Ulcus cruris mit
einer Größe von etwa
2 × 0,8
cm mit einem reinen, aber nicht granulierenden Boden. Es wurden
300 μl EMDOGAIN(R) aufgetragen.
-
Nach 7 Tagen hatte sich die Größe des Ulcus
auf etwa 0,7 × 0,3
cm verkleinert und am gesamten Rand war eine Epithelialisierung
vorhanden und am Boden war eine Granulation vorhanden. Es wurden
200 μl EMDOGAIN(R) aufgetragen, anschließend 100 μl EMDOGAIN(R) einmal
die Woche über
fünf Wochen.
Das Ulcus wurde nach fünf
Wochen als vollständig
geheilt angesehen.
-
Beispiel 14
-
EMDOGAIN(R) als
Zusatz zu einer nicht-chirurgischen periodontalen Behandlung an
Stellen mit flacher Oberfläche
-
Aufgabe
-
Die Aufgabe der Untersuchung war
es, zu beurteilen, ob eine Anwendung von EMDOGAIN(R) das
Heilungsresultat einer nicht-chirurgischen periodontalen Behandlung
verbessern kann. Das spezifische Ziel dieser Untersuchung war es,
die Wirkung an Stellen mit flacher Oberfläche zu beurteilen.
-
Aufbau der
Studie
-
Die Studie wurde als intra-individueller
Longitudinaltest mit einer Dauer von 6 Monaten durchgeführt. Die
Studie hatte einen Placebo-kontrollierten und statistischen Doppelblind-Aufbau
mit geteiltem Mund.
-
Subjekte
-
14 Patienten, die an die Clinic of
Periodontics, Department of Periodontology, Universität von Göteborg,
zur Behandlung einer moderat fortgeschrittenen periodontalen Erkrankung überwiesen
worden waren.
-
Kriterien zur Aufnahme
-
- – Mindestens
drei Stellen einer flachen Zahnoberfläche in jeweils 2 kontralateralen
Quadranten mit einer Sondierungstaschentiefe von ≥ 5 mm und
mindestens einem Paar Stellen mit einer Sondierungstiefe von ≥ 6 mm;
- – Ausgewählte Zähne müssen eine
vitale Pulpa haben, bestimmt durch thermische oder elektrische Stimulation,
oder wenn sie einer Wurzelkanalbehandlung unterzogen wurden, asymptomatisch
und ohne technische Bemerkungen sein
-
Behandlung
-
Nach einer Basisreihenuntersuchung
wurden allen Patienten eine Fallpräsentation und Instruktionen für richtige
supragingivale Plaque-Kontrollmessungen gegeben. Es wurden ein Abschälen (Scaling)
und eine Wurzeldermabrasion (root planing) durchgeführt.
-
Als das Bluten aus den Taschen aufgehört hatte,
wurde 24%iges EDTA-Gel (erhältlich
von Biora AB, Schweden) für
2 Minuten in die Taschen aufgetragen. Die Taschen wurde dann sorgfältig mit
Kochsalzlösung gespült, worauf
die Auftragung entweder der Testsubstanz (EMDOGAIN(R))
oder der Kontrollsubstanz (PGA-Gel) folgte.
-
Beurteilungen
-
Basisreihenuntersuchung, Nachuntersuchungen
nach 1, 2, 3, 8 und 24 Woche(n) umfassten die Variablen:
- 1. Mundhygienestatus – Vorliegen/Fehlen von Plaque
- 2. Zustand des Zahnfleischs (Gingival-Index; Löe 1967)
- 3. Sondierungstaschentiefe
- 4. Sondierungsbefestigungslevel
- 5. Bluten beim Sondieren – Vorliegen/Fehlen
(15 Sekunden)
- 6. Dentin-Hypersensitivität – nach Stimulus
mit geblasener Luft (ja/nein)
- 7. Grad des Unwohlseins – aufgezeichnet
bei den Nachuntersuchungen nach 1, 2 und 3 Woche(n) unter Verwendung
einer 10 cm « Visual
Analogue Scale (VAS = visuelle Analogskala).
-
-
-
Schlussfolgerung
-
Die Patienten hatten weniger post-operative
Probleme, weniger Bluten, weniger Plaque und einen verbesserten
Gigival-Index. Diese Resultate bestätigen die wundheilende Wirkung
von EMDOGAIN(R).
-
Beispiel 15
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Wundheilungs-Pilotstudie
bei Schweinen
-
Einführung
-
Aufgabe
-
Die Aufgabe dieser Pilotstudie besteht
darin, den Heilungsprozess von Spaltdickewunden bei Schweinen zu
beurteilen und die Wirkung von EMD auf diese Wunden zu beurteilen.
-
Grund für die Auswahl
der Tierspezies
-
Das Schwein wird als das beste Tiermodell
ausgewählt,
da sich diese Spezies als gutes Modell zur Beurteilung der Wundheilung
beim Menschen erwiesen hat.
-
Materialien und Verfahren
-
Tiere
-
Das Experiment wird bei 4 weiblichen
SPF-Schweinen (Kreuzzüchtung
aus dänischem
Landschwein, Yorkshire und Duroc) durchgeführt. Zu Beginn des Aklimatisierungszeitraums
wird das Körpergewicht
der Tiere etwa 35 kg betragen.
-
Es wird ein Aklimatisierungszeitraum
von einer Woche ermöglicht,
während
dem die Tiere täglich
beobachtet werden, um ein Tier, das einen schlechten Zustand zeigt,
auszuschließen.
Alle Beobachtungen werden aufgezeichnet.
-
Haltung
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Diese Studie wird in normalen Tierräumlichkeiten
durchgeführt,
die mit gefilterter Luft mit einer Temperatur von 21°C ± 3°C, einer
relativen Feuchtigkeit von 55% ± 15 % und einem Luftaustausch
von 10 mal/Stunde versorgt werden. Der Raum wird beleuchtet, so
dass ein Zyklus aus 12 Stunden Licht und 12 Stunden Dunkelheit erreicht
wird. Das Licht wird von 6 Uhr bis 18 Uhr an sein.
-
Die Tiere werden einzeln in Boxen
gehalten.
-
Einstreu
-
Die Einstreu wird Weichholz-Sägespäne "LIGNOCEL 3/4" von Hahn & Co., D-224796
Bredenbek-Kronsburg, sein. Es werden regelmäßige Analysen auf relevante
mögliche
Kontaminanten durchgeführt.
-
Ernährung
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Es wird ein im Handel erhältliches
Schweinefutter, "Altromin
9033" von Chr. Petersen
A/S, DK-4100 Ringsted, angeboten (zweimal täglich etwa 800 g). Es werden
regelmäßig Analysen
auf die Hauptnährstoffkomponenten
und relavante mögliche
Kontaminanten durchgeführt.
-
Trinkwasser
-
Zweimal täglich wird den Tieren Trinkwasser örtlicher
Qualität
angeboten. Es werden regelmäßig Analysen
auf relevante mögliche
Kontaminanten durchgeführt.
-
Verwundung
-
Die Wunden werden am Tag 1 angelegt.
Die Tiere werden mit Stresnil(R) Vet. Janssen,
Belgien, (40 mg Azaperon/ml, 1 ml/10 kg) und Atropin DAK-Dänemark (1
mg Atropin/ml, 0,5 ml/10 kg), gegeben als einzelne intramuskuläre Injektion,
gefolgt von einer i.v.-Injektion von Hypnodil(R) Janssen,
Belgien, (50 mg Metomidat/ml, etwa 2 ml), anästhesiert.
-
Ein Bereich dorso-lateral an jeder
Seite des Rückens
des Tiers wird rasiert, mit Seife und Wasser gewaschen, mit 70%
Ethanol desinfiziert, welches mit steriler Kochsalzlösung abgewaschen
wird, schließlich wird
mit steriler Gaze getrocknet.
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Acht Spaltdicke-Wunden (25 × 25 × 0,4 mm)
werden an dem präparierten
Bereich angelegt, 4 an jeder Seite des Rückgrats, wobei ein ACCU-Dermatom
(GA 630, Aesculap(R)) verwendet wird. Die
Wunden werden nummeriert 1 (am weitesten kranial) bis 4 (am weitesten
kaudal) an der linken Seite des Tiers und 5 (am weitesten kranial)
bis 8 (am weitesten kaudal) an der rechten Seite des Tiers.
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Geronnenes Blut wird mit steriler
Gaze entfernt.
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Den Tieren wird unmittelbar vor der
Operation, etwa 8 Stunden nach Beendigung der Operation und wann
immer es danach notwendig ist, eine intramuskuläre Injektion von Anorfin(R), A/S GEA, Dänemark, (0, 3 mg Buprenorphin/ml,
0, 04 ml/kg) gegeben.
-
Dosierung
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Nach der Verwundung werden alle Wunden
wie folgt behandelt:
-
Etwa 15 Minuten vor der Dosierung
wird die EMD-Formulierung
nach den Instruktionen des Herstellers hergestellt. Die EMD-Formulierung
wird innerhalb von 2 Stunden nach der Herstellung verwendet. Für die Wunden
der Behandlung B wird EMD als dünne
Schicht auf die Wundoberfläche
aufgetragen. Eine Phiole an EMD wird pro 4 Wunden verwendet werden.
-
Wundverband
-
Die Wunden werden mit Tegaderm(R) verbunden. Die Verbände werden mit einer Gaze-Bandage,
fixiert durch Fixomul(R), bedeckt. Die Verbände, die
Gaze und Fixomul(R) werden durch einen netzartigen
Körperstrumpf,
Bend-a-rete(R) (Tesval, Italien), gehalten.
Die Verbände
werden täglich
betrachtet.
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Die Verbände werden am Tag 2 (alle Tiere)
und 3 (Tier Nr. 3 und 4) gewechselt.
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Vor jedem Wechsel werden die Tiere
mit einer intramuskulären
Injektion des Gemisches aus Zoletil 50(R)Vet.,
Virbac, Frankreich, (125 mg Tiletamin und 125 mg Zolazepam in 5
ml Lösungsmittel,
5 ml) Rompun(R)Vet., Bayer, Deutschland,
(20 mg Xylazin/ml, 6,5 ml) und Methadon(R)DAK,
Nycomed DAK, Dänemark, (10
mg Methadon/ml, 2,5 ml) in den Hals (1,0 ml/10 kg Körpergewicht)
anästhesiert.
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Beobachtung
der Wunden
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Jede Wunde wird am Tag 2 (alle Tiere),
3 (alle Tiere) und 4 (Tier Nr. 3 und 4) betrachtet und fotografiert. Der
Grad der Exsudation und Entzündung
wird beurteilt. Das Aussehen der transplantierten Epidermis wird detailliert
beschrieben.
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Klinische
Anzeichen
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Alle sichtbaren Anzeichen einer kranken
Gesundheit und irgendwelche Verhaltensänderungen werden täglich aufgezeichnet.
Jede Abweichung vom Normalen wird bezüglich Beginn, Dauer und Intensität aufgezeichnet.
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Körpergewicht
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Die Tiere werden bei der Ankunft,
am Tag der Verwundung und am Ende der Untersuchung gewogen.
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Abschließende Beobachtungen
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Am Tag 3 (etwa 56 Stunden nach Verwundung)
werden die Tiere Nr. 1 und 2 nach Betäubung mit einer Bolzenpistole durch
einen Schnitt in die Subclaviavene und -arterie getötet.
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Am Tag 4 (etwa 72 Stunden nach Verwundung)
werden Tier Nr. 3 und 4 nach Betäubung
mit einer Bolzenpistole durch einen Schnitt in die Subclaviavene
und -arterie getötet.
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Gewebeentnahme
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Jede Wunde wird als Block, der von
Skelettmuskelgewebe getrennt ist, freigeschnitten. Wenn eine Anhaftung
an dem darunterliegenden Skelettmuskel auftritt, wird ein Teil des
Muskels in das Material zur Fixierung eingeschlossen. Jeder Block
wird in Phosphat-gepuffertem neutralen 4%igen Formaldehyd fixiert.
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Histologische
Präparation
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Nach der Fixierung werden vier repräsentative
Beispiele aus allen Wunden in Paraffin eingebettet, mit einer nominalen
Dicke von 5 μm
geschnitten und mit Hämatoxylin
und Eosin gefärbt.
Nach dem Färben
werden die Objektträger
unter Verwendung einer Blende unter dem Lichtmikroskop betrachtet.
Dies erlaubt Messungen der Gesamtlänge der Wunde und der Länge der
epithelialisierten Oberfläche.
Dieses Verhältnis
wird als prozentualer Anteil der Wunde, die pro Objektträger mit
epithelialen Zellen bedeckt ist, ausgedrückt werden. Es werden die Mittelwerte
für jede
Wunde genommen, wonach die Gruppenmittelwerte errechnet werden.
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Statistik
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Die Daten werden verarbeitet, um
Gruppenmittelwerte und Standardabweichungen, wenn geeignet, zu erhalten.
Es werden auch mögliche
Ausreißer
identifiziert. Danach wird jede kontinuierliche Variable mit dem
Bartlett's Test
auf Varianz-Homogenität untersucht.
Wenn die Varianz homogen ist, wird eine Varianz-Analyse für die Variable
durchgeführt.
Wenn signifikante Differenzen nachgewiesen werden, werden mögliche Zwischengruppendifferenzen
mit dem Dunnett-Test analysiert. Wenn die Varianz heterogen ist,
wird jede Variable nach dem Shapiro-Wilk-Verfahren auf Normalität untersucht.
Im Fall einer normalen Verteilung werden mögliche Zwischengruppendifferenzen
mit dem Student-t-Test untersucht. Andernfalls werden mögliche Zwischengruppendifferenzen
durch den Kruskal-Wallis-Test
bewertet. Wenn signifikante Zwischengruppendifferenzen detektiert
werden, wird die anschließenden
Identifizierung der Gruppen mit dem Wilcoxon-Rank-Sum-Test durchgeführt.
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Die statistischen Analysen werden
mit SAS(R)-Verfahren (Version 6.12), beschrieben
in "SAS/STAT(R) User's
Guide, Version 6, 4. Ausgabe, Bd. 1+2", 1989, SAS Institute Inc., Cary, North
Carolina 27513, U.S.A., durchgeführt.