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Foto: © Kompendium der Biorepair-Forschung

Synthetische biomimetische Carbonat-Hydroxylapatit-Kristalle zur Remineralisation von Zahnschmelzoberflächen

Einleitung

Zu den weltweit verbreiteten Zahnerkrankungen zählen vor allem Karies und Abnutzungserscheinungen wie die Zahnschmelzerosion. Letztere wird insbesondere durch Säuren hervorgerufen, welche die Mineralstrukturen der Zähne angreifen. Hierbei spielt vorwiegend die Löslichkeit des Hydroxylapatits (HA) [Ca₁₀(PO4)₆(OH)₂], der anorganischen Phase des Zahnschmelzes, bei niedrigen pH-Werten eine Rolle. Zahnschmelz besitzt jedoch nicht die Eigenschaft, sich spontan regenerieren zu können. Die einzige Möglichkeit, schadhaften Zahnschmelz zu rekonstruieren, stellen synthetische Materialien dar. Vorbeugend setzt man bislang Fluoridverbindungen ein. Niederkristalline Zink-Carbonat-Hydroxylapatit-Mikrokristalle scheinen nun eine neue Perspektive zu eröffnen.

Material und Methoden

Zunächst wurden niederkristalline, tafelförmige Mikrokristalle des Zink-Carbonat-Hydroxylapatits mit der granularen Größe von 100 bis 150 μm synthetisiert und diese elektronenmikroskopisch durch Röntgen-Diffraktion sowie Infrarotspektroskopie charakterisiert. Zahnschmelzschnitte (3 x 3 mm) von extrahierten humanen Prämolaren wurden präpariert und 1 min lang Orthophosphorsäure ausgesetzt. Anschließend wurden die Schnitte 15 Tage lang mit Hilfe elektrischer Zahnbürsten dreimal täglich mit fluoridhaltiger Zahncreme (Gruppe 1 und 2), mit Biorepair Zahnpasta (Gruppe 3) oder mit Leitungswasser (Kontrolle) geputzt.

Ergebnisse

Mit Hilfe der physikalisch-chemischen Methoden konnte nachgewiesen werden, dass die eingesetzten Zink-Carbonat-Hydroxylapaptit-Kristalle dem natürlichen Apatit sehr stark ähneln. Die Röntgen-Diffraktionsmuster der behandelten Zahnschmelzschnitte zeigten, dass sich die Wirkung der Fluorid-Zahncremes im Hinblick auf die Neubildung von Zahnschmelz nicht wesentlich von der des Leitungswassers unterschied. Hingegen wiesen die mit Biorepair Zahnpasta gebürsteten Schnitte ein ähnliches Diffraktionsmaximum auf wie natürlicher Apatit. Zink-Carbonat-Hydroxylapatit ließ sich durch Bürsten nicht von den Zahnschmelzschnitten entfernen, was darauf hindeutet, dass eine Verbindung mit dem naturlichen Hydroxylapatit des Zahnschmelzes stattgefunden haben muss.

Schlussfolgerung

Die Versuchsergebnisse beweisen, dass biomimetischer Zink-Carbonat-Hydroxylapatit Defekte im Zahnschmelz mit einer neuen mineralischen Apatitschicht auffüllen und einen dauerhaften Überzug bilden kann. Im Gegensatz dazu führt Fluorid lediglich zu physikalisch-chemischen Modifikationen des verbliebenen Zahnschmelzes.

Lesen Sie im Rahmen unseres ZWP online-Themas „Was wir heute über künstlichen Zahnschmelz wissen“ wissenschaftliche Befunde in kompakter Form.

Quelle: Synthetic biomimetic carbonate-hydroxyapatite nanocrystals for enamel remineralization
L. Rimondi, C.L. Bianchi, E. Foresti, M. Iafisco, B. Palazzo, G. Capelletti, N. Roveri | Advanced Materials Research, 2008, Vols. 47-50:821-824

Ein ausführliches Literaturverzeichnis finden Sie hier.