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Foto: © Kompendium der Biorepair-Forschung

Neo-Mineralisation der Zahnschmelzoberfläche: Unterschiedliche Effekte von zahnschmelzähnlichen Hydroxylapatit-Kristallen und Fluoridionen

Einleitung

Als Zahnerosion bezeichnet man den Verschleiß harten Zahngewebes ohne bakterielle Beteiligung. Sie stellt ein ernstes Problem der Zahngesundheit dar und wird überwiegend durch moderne Ernährungsgewohnheiten verursacht. Hydroxylapatit bildet mit 95 und 75 Gewichts-% den Hauptbestandteil des Zahnschmelzes und des Dentins. Da sich weder Zahnschmelz noch Dentin spontan regenerieren können, lassen sich diese bisher nur durch alloplastische Materialien rekonstruieren. Vorbeugend wird bisher auch Fluorid zur Härtung eingesetzt.

Material und Methoden

Tafelförmige, niederkristalline Zink-Carbonat-Hydroxylapatit-Partikel mit Größen von 20 x 100 μm wurden synthetisiert und mit physikalisch-chemischen Methoden morphologisch charakterisiert. Aus extrahierten humanen Prämolaren wurden Zahnschmelzschnitte (3 x 3 mm) präpariert und 1 min lang Orthophosphorsäure ausgesetzt. In einer ersten In-vitro-Studie ließ man Zink-Carbonat-Hydroxylapatit-Kristalle bei Raumtemperatur 10 min lang auf die Zahnschmelzschnitte einwirken. In einer zweiten In-vitro-Studie 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) im Abstand von 5 h geputzt.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen der Proben aus der ersten Studie zeigten, dass die demineralisierten Zahnschmelzschnitte nach der Einwirkzeit von einer Zink-Carbonat-Hydroxylapatit-Schicht überzogen werden, die aus einer dicken und homogenen Apatit-Phase besteht. Dieses Ergebnis kann mit einer Neo-Mineralisation des Zahnschmelzes gleichgesetzt werden.

Die zweite Studie ergab, dass die fluoridbehandelten Schnitte keine wesentliche Neo-Mineralisation aufwiesen. Hingegen wurden die mit Biorepair-Molekülen behandelten Schnitte völlig von einer dicken, homogenen Apatitschicht überzogen. Die Röntgen-Diffraktionsmaxima der fluoridbehandelten Schnitte wichen kaum von denen der Kontrolle ab. Dagegen war das Diffraktionsmaximum der mit Biorepair behandelten Schnitte deutlich verbreitert. Der angelagerte Zink-Carbonat-Hydroxylapatit ließ sich durch Bürsten nicht vom Zahnschmelz entfernen, was darauf hindeutet, dass eine Verbindung mit dem natürlichen Apatit des Zahnschmelzes eingegangen wurde. Dadurch wird ein dauerhafter Überzug mit Biorepair gebildet. Die Behandlung mit Zink-Carbonat-Hydroxylapatit führt demzufolge zur Neo-Mineralisation, wohingegen Fluorid lediglich physikalisch-chemische Modifikation hervorruft.

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

Quelle: Surface Enamel Remineralization: Biomimetic Apatite Nanocrystals and Fluoride Ions Different Effects
N. Roveri, E. Battistella, C. L. Bianchi, I. Foltran, E. Foresti, M. Iafisco, M. Lelli, A. Naldoni, B. Palazzo, L. Rimondini
Journal of Nanomaterials Volume 2009 (2009), Article ID 746383

Ein ausführliches Literaturverzeichnis finden Sie hier.