Die systemische Verabreichung von Amoxizillin/Metronidazol (AM) als Zusatz zu Scaling/Root planing (SRP) in der Behandlung der generalisierten Aggressiven Parodontitis (gAP) führt zu guten klinischen und mikrobiologischen Ergebnissen. Die lokale antiseptische Zusatzmedikation mit Chlorhexidin in einem Controlled-Delivery-Device (PerioChip, PC) verbessert das Ergebnis von SRP in der Behandlung der Chronischen Parodontitis. Die Anwendung in der Behandlung der gAP ist bisher noch nicht untersucht worden. Ziele: Der Effekt von PC als Zusatz zu SRP in der Therapie der gAP wurde untersucht. Die Wirksamkeit wurde mit der Standardmedikation AM verglichen. Neben klinischen Parametern wurde die Konzentration des Entzündungsmarkers Calprotectin in der Sulkusflüssigkeit (SF) bestimmt. Material/Methode: 36 gAP-Patienten (18/Gruppe, 35+/-4 Jahre) wurden mit SRP und randomisiert entweder mit AM oder PC behandelt. Zur Baseline, 3 und 6 Monate nach SRP wurden die klinischen Parameter PD, CAL, BoP, Pus erhoben sowie SF-Proben tiefer und flacher Referenzstellen entnommen. Die Calprotectin-Konzentration in der SF wurde mittels ELISA bestimmt. Ergebnisse: 3 Monate nach SRP zeigten beide Gruppen signifikante Verbesserungen der klinischen Parameter, wobei noch keine Unterschiede zwischen den Gruppen bestanden. Während die AM-Gruppe stabil blieb, verschlechterten sich mehrwurzelige Zähne und tiefe Referenzstellen der PC-Gruppe wieder signifikant. Nach 6 Monaten wies die AM-Gruppe signifikant mehr CAL-Gewinn und PD-Reduktion auf. Pus war nur noch in der PC-Gruppe nachweisbar. Die Calprotectin-Konzentration war zwar in beiden Gruppen signifikant gesunken, Unterschiede zwischen den Gruppen bestanden jedoch aufgrund hoher Standardabweichungen nicht. Schlussfolgerung: AM zeigte eine bessere klinische Wirksamkeit und Langzeitstabilität als PC. Aufgrund großer interindividueller Variabilität spiegelte die SF-Konzentration von Calprotectin die klinischen Unterschiede nicht wider. / Adjunctive systemic administration of amoxicillin/metronidazole (AM) in generalized aggressive periodontitis (gAP) therapy results in good clinical and microbiological outcome. Adjunctive use of chlorhexidine within a controlled-delivery-device (PerioChip, PC) improves the outcome of scaling/root planing (SRP) in chronic periodontitis therapy. Its effect in the treatment of gAP has not been evaluated. Aims: The effect of adjunctive use of PC in the treatment of gAP was investigated. Efficacy of PC was compared to the standard treatment with AM. Clinical parameters and the concentration of the inflammation marker calprotectin within gingival crevice fluid (GCF) were measured. Material/methods: 36 gAP patients (18/group, 35+/-4 years) were treated by SRP either AM or PC. Clinical parameters PD, CAL, BoP and Pus were recorded at baseline, 3 and 6 months after therapy. GCF was sampled at deep and shallow reference sites and the concentration of calprotectin was measured by ELISA. Results: Both groups showed significant improvements of clinical parameters 3 months after SRP, however differences between groups were not significant. While the AM-group remained clinically stable, multirooted teeth and deep reference sites of the PC-group showed significant deterioration again. 6 months after SRP, the AM-group showed significant more CAL gain and PD reduction. Pus was detectable in the PC group only. The concentration of calprotectin in GCF had significantly decreased in both groups; however differences between groups were not significant due to high standard deviations. Conclusion: AM showed higher efficacy in terms of clinical treatment outcome and long-term stability than PC. Due to high interindividual variability, GCF-concentrations of calprotectin failed to reflect clinical differences.

Cette thèse s’est articulée autour de l’élaboration de revêtements surfaciques à base de polymères et de composants naturels. Dans un premier projet, des surfaces mécano-sensibles pour des applications de libération de molécules bioactives ont été élaborées. Des films de multicouches polyélectrolytes constitués d'une strate « réservoir » permettant le chargement d’une molécule bioactive, le paclitaxel, et d'une strate « barrière » mécano-sensible recouvrant ce réservoir et confinant le paclitaxel ont été élaborés. Lors de la mise sous étirement du film, la barrière est rendue perméable vis-à-vis d'une enzyme présente dans le surnageant. Cette enzyme induit ensuite la dégradation enzymatique du « réservoir » et la libération du paclitaxel. Dans un second projet, des substrats cellulaires nourriciers ont été réalisés à partir de films minces de gélatine réticulés mimant la matrice extracellulaire. Ces films peuvent être chargés: 1) en facteurs de croissance, ce qui permet de s'affranchir ensuite de l'ajout de ces molécules dans le milieu de culture; 2) en nanoparticules afin de moduler les propriétés mécaniques des films; 3) en agents antimicrobiens pour assurer une stérilité de la culture cellulaire. Ainsi, ces substrats aux propriétés biochimiques et biophysiques modulables permettent un contrôle précis du microenvironnement cellulaire. / This PhD work is about designing surface coatings with polymers and natural compounds. In the first project, mechanosensitive surfaces have been developed for drug release applications. Polyelectrolyte multilayer films have been designed with i) one reservoir strata for the loading of a bioactive molecule, paclitaxel, and ii) one mechanosensitive barrier strata on top of the reservoir to confine the molecule. When a mechanical stretch is applied on the structure, the barrier becomes permeable and enables the diffusion of an enzyme within the film.This enzyme degrades the reservoir strata and triggers the release of paclitaxel. In a second project, ECM-mimicking feeder substrate has been developed with crosslinked gelatin thin films. These films can be loaded with: i) growth factors to prevent any further addition of these compounds in the culture medium; ii) nanoparticles to modulate mechanical properties of the substrate; iii) antimicrobial agents to ensure sterility during cell culture experiments. Finally, these substrates have some biochemical and biophysical tunable properties that enable the precise control of cell microenvironment.

No / Infection is the major reason of GTR/GBR membrane failure in clinical application. In this work, we developed GTR/GBR nanofiber membranes with localized drug delivery function to prevent infection. Metronidazole (MNA), an antibiotic, was successfully incorporated into electrospun polycaprolactone (PCL) nanofibers at different concentrations (0, 1, 5, 10, 20, 30, and 40 wt% polymer). To obtain the optimum anti-infection membrane, we systematically investigated the physical-chemical and mechanical properties of the nanofiber membranes with different drug contents. The interaction between PCL and MNA was identified by molecular dynamics simulation. MNA released in a controlled, sustained manner over 2 weeks and the antibacterial activity of the released MNA remained. The incorporation of MNA improved the hydrophilicity and in vitro biodegradation rate of PCL nanofibers. The nanofiber membranes allowed cells to adhere to and proliferate on them and showed excellent barrier function. The membrane loaded with 30% MNA had the best comprehensive properties. Analysis of subcutaneous implants demonstrated that MNA-loaded nanofibers evoked a less severe inflammatory response than pure PCL nanofibers. These results demonstrate the potential of MNA-loaded nanofiber membranes as GTR/GBR membrane with antibacterial and anti-inflammatory function for extensive biomedical applications.

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