@phdthesis{Kutz2005,
  author    = {Kutz, Alexander Florian},
  title     = {Auswirkungen von Beschichtungen auf die Oberfl{\"a}chenstruktur und Keimbesiedlung von Silikonen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15494},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Der bakterielle Bewuchs auf inkorporierten Silikonk{\"o}rpern ist seit Einf{\"u}hrung des Werkstoffs Silikon in die Mund-, Kiefer- und Gesichtsprothetik ein erhebliches Problem, das nicht nur die Haltbarkeit der Silikonk{\"o}rper herabsetzt, sondern auch die Lebensqualit{\"a}t und die Gesundheit der Patienten vermindert. Alternativen zum Werkstoff Silikon sind heutzutage das Methacrylat und Titan, die jedoch nicht die Vorteile des Silikons aufweisen. Um Silikone in der Mund-, Kiefer- und Gesichtsprothetik einsetzen zu k{\"o}nnen, bedarf es seitens des Patienten eines großen Pflegeaufwands, der eine zu schnelle Verkeimung des Silikonk{\"o}rpers und eine damit verbundene Unbrauchbarkeit verhindern soll. Durch eine geeignete Oberfl{\"a}chenmodifikationen, einer amphoteren Oberfl{\"a}chenbeschichtung, kann dieser Verkeimung entgegengewirkt werden. Die Wirksamkeit der bakteriellen Reduktion dieser Modifikation wurde in einer vergleichenden in vitro Untersuchung mit f{\"u}nf Bakterienst{\"a}mmen (Staphylococcus epidermidis, Klebsiella pneumonia, unpathogene Neisserien, Escherichia coli und Streptococcus salivarius) und f{\"u}nf Silikonen (Episil-E, Obturasil 40, Odontosil 40, VS-D-151/1 und Elastosil RT625A) erforscht. Insgesamt wurden {\"u}ber 800 Proben untersucht. Die Silikonprobek{\"o}rper wurden in zwei Gruppen aufgeteilt. Eine davon wurde mittels eines nass-chemischen Verfahrens amphoter beschichtet. Die andere diente als Referenz. Die Analyse erfolgte auf zwei Wegen: Nach Inkubation von je vier beschichteten und vier unbeschichteten Probek{\"o}rpern mit einer Bakterien-Monokultur schloss sich die mikrobiologische Auswertung im klassischen Stil an. Die auf den Probek{\"o}rpern adh{\"a}renten Bakterien wurden entfernt, nach einer Verd{\"u}nnungsreihe auf Agarplatten erneut angez{\"u}chtet, anschließend bebr{\"u}tet und die entstandenen Kolonien ausgez{\"a}hlt. Die so erhaltenen Werte, die „cfu" (colony forming units), wurden als Kontrolle der computergest{\"u}tzten Fluoreszenzmessung erfasst. Die zweite Methode entsprach bis zum Abl{\"o}sen der Bakterien von den Probek{\"o}rpern der ersten. Alle adh{\"a}renten Bakterien verblieben auf den Silikonen, wurden mittels eines Bakterien-DNA-Farbstoffs angef{\"a}rbt und computergest{\"u}tzt mit Hilfe eines Fluoreszenzmessger{\"a}ts ausgez{\"a}hlt und statistisch ausgewertet. Die Ergebnisse der klassischen mikrobiologischen Methode best{\"a}tigten die Messungen mit dem Fluoreszenzmessger{\"a}t. Die Untersuchungen ergaben, dass die amphotere Oberfl{\"a}chenmodifikation bei allen Silikonen eine Reduktion der bakteriellen Adh{\"a}sion zur Folge hatte. Dabei konnten statistisch signifikante Werte von 14\% bis zu 69\% ermittelt werden. Insgesamt kann festgestellt werden, dass durch die amphotere Beschichtung von Silikonen ein Potential zur Reduktion der Keimbesiedelung und eine verringerte Adh{\"a}sion von Bakterien gegeben ist. Ein m{\"o}glicher Grund hierf{\"u}r ist der elektrostatische Zustand an der Grenzschicht beschichteter Oberfl{\"a}che zum Bakterium. In welchem Maß sich diese Ver{\"a}nderung des Werkstoffs auswirkt und welche weiteren Alternativen sich bieten, muss in kommenden in vitro Tests und anschließenden in vivo Untersuchungen verifiziert werden.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Meininger2022,
  author    = {Meininger, Markus},
  title     = {Calcium hydroxide as antibacterial implant coating},
  doi       = {10.25972/OPUS-26112},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-261122},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {In modern medicine hip and knee joint replacement are common surgical procedures. However, about 11 \% of hip implants and about 7 \% of knee implants need re-operations. The comparison of implant registers revealed two major indications for re-operations: aseptic loosening and implant infections, that both severely impact the patients' health and are an economic burden for the health care system. To address these problems, a calcium hydroxide coating on titanium was investigated in this thesis. Calcium hydroxide is a well-known antibacterial agent and used with success in dentistry. The coatings were applied with electrochemically assisted deposition, a versatile tool that combines easiness of process with the ability to coat complex geometries homogeneously. The pH-gradient during coating was investigated and showed the surface confinement of the coating process. Surface pre-treatment altered the surface morphology and chemistry of the titanium substrates and was shown to affect the morphology of the calcium hydroxide coatings. The influence of the coating parameters stirring speed and current pulsing were examined in various configurations and combinations and could also affect the surface morphology. A change in surface morphology results in a changed adhesion and behavior of cells and bacteria. Thus, the parameters surface pre-treatment, stirring speed and current pulsing presented a toolset for tailoring cellular response and antibacterial properties. Microbiological tests with S. aureus and S. epidermidis were performed to test the time-dependent antibacterial activity of the calcium hydroxide coatings. A reduction of both strains could be achieved for 13 h, which makes calcium hydroxide a promising antibacterial coating. To give insight into biofilm growth, a protocol for biofilm staining was investigated on titanium disks with S. aureus and S. epidermidis. Biofilm growth could be detected after 5 days of bacterial incubation, which was much earlier than the 3 weeks that are currently assumed in medical treatment. Thus, it should be considered to treat infections as if a biofilm were present from day 5 on. The ephemeral antibacterial properties of calcium hydroxide were further enhanced and prolonged with the addition of silver and copper ions. Both ionic modifications significantly enhanced the bactericidal potential. The copper modification showed higher antibacterial effects than the silver modification and had a higher cytocompatibility which was comparable to the pure calcium hydroxide coating. Thus, copper ions are an auspicious option to enhance the antibacterial properties. Calcium hydroxide coatings presented in this thesis have promising antibacterial properties and can easily be applied to complex geometries, thus they are a step in fighting aseptic loosening and implant infections.},
  subject      = {Calciumhydroxid},
  language  = {en}
}
@article{WolfBrandstetterBeutnerHessetal.2020,
  author    = {Wolf-Brandstetter, C and Beutner, R and Hess, R and Bierbaum, S and Wagner, K and Scharnweber, D and Gbureck, U and Moseke, C},
  title     = {Multifunctional calcium phosphate based coatings on titanium implants with integrated trace elements},
  series = {Biomedical Materials},
  volume    = {15},
  journal   = {Biomedical Materials},
  number    = {2},
  doi       = {10.1088/1748-605X/ab5d7b},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-254085},
  year      = {2020},
  abstract  = {For decades, the main focus of titanium implants developed to restore bone functionality was on improved osseointegration. Additional antimicrobial properties have now become desirable, due to the risk that rising antibiotic resistance poses for implant-associated infections. To this end, the trace elements of copper and zinc were integrated into calcium phosphate based coatings by electrochemically assisted deposition. In addition to their antimicrobial activity, zinc is reported to attract bone progenitor cells through chemotaxis and thus increase osteogenic differentiation, and copper to stimulate angiogenesis. Quantities of up to 68.9 ± 0.1 μg cm\(^{-2}\) of copper and 56.6 ± 0.4 μg cm\(^{-2}\) of zinc were deposited; co-deposition of both ions did not influence the amount of zinc but slightly increased the amount of copper in the coatings. The release of deposited copper and zinc species was negligible in serum-free simulated body fluid. In protein-containing solutions, a burst release of up to 10 μg ml\(^{-1}\) was observed for copper, while zinc was released continuously for up to 14 days. The presence of zinc was beneficial for adhesion and growth of human mesenchymal stromal cells in a concentration-dependent manner, but cytotoxic effects were already visible for coatings with an intermediate copper content. However, co-deposited zinc could somewhat alleviate the adverse effects of copper. Antimicrobial tests with E. coli revealed a decrease in adherent bacteria on brushite without copper or zinc of 60\%, but if the coating contained both ions there was almost no bacterial adhesion after 12 h. Coatings with high zinc content and intermediate copper content had the overall best multifunctional properties.},
  language  = {en}
}