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Branchenmeldungen 13.07.2017

Schmelz, Speichel, Pellikel – interdisziplinärer Austausch erweitert Forschungshorizonte

Schmelz, Speichel, Pellikel – interdisziplinärer Austausch erweitert Forschungshorizonte

Scientific Symposium von DGR2Z und GC Germany bringt international renommierte Wissenschaftler zusammen

Wissenschaftliches Neuland zu beschreiten, erfordert neben fundiertem Fachwissen ein gewisses Maß an Neugier und Passion – sowie zuverlässige Partner und starke Netzwerke. Einen Rahmen hierfür bot das Scientific Symposium von DGR2Z (Deutsche Gesellschaft für Restaurative und Regenerative Zahnerhaltung) und GC Germany am 16. und 17. Juni 2017 in Bad Homburg, bei dem sich Forscher verschiedener Disziplinen zu „Surface interactions on dental hard tissues – organic and inorganic“ austauschten. Ein Ziel war, bisherige Erkenntnisse zu kartieren und den Kompass auf unbeschrittene Pfade auszurichten, um die Basis für weiterführende Forschungen und (Material-)Entwicklungen zu schaffen.

„Dem Anwenden muss das Erkennen vorausgehen“ wusste bereits der Physiker und Nobelpreisträger Max Planck. Auch Fortschritte im Bereich der Zahnerhaltung speisen sich aus dem Wissen über grundlegende Zusammenhänge – speziell zu den Wirkprozessen im Mundraum interagierender Stoffe und Oberflächen Substanzen. Prof. Dr. Christian Hannig, Präsident-elect der DGZ (Deutsche Gesellschaft für Zahnerhaltung) und Direktor der Poliklinik für Zahnerhaltung am Universitätsklinikum Dresden, begrüßte gemeinsam mit Georg Haux, Prokurist und Leiter von Vertrieb & Marketing, GC Germany, die teilnehmenden Zahnmediziner, Physiker und Chemiker zum interdisziplinären Austausch.

„Multitalente“ im Mundraum

Den Vortragsreigen eröffnete Prof. Dr. Matthias Hannig, Präsident der DGZ und Direktor der Klinik für Zahnerhaltung, Parodontologie und präventive Zahnheilkunde am Universitätsklinikum des Saarlandes, zu einem bislang wenig beachteten „Multitalent“ im Mundraum: „The dental pellicle – what we know and challenges for future research”. Die Pellikel (auch: Schmelzoberhäutchen) – ein weitgehend bakterienfreier Biofilm aus Proteinen, Glycoproteinen, Lipiden und weiteren organischen Bestandteilen des Speichels – bildet sich nach dem Zähneputzen auf die Schmelzoberfläche, bevor sich dann Bakterien anlagern und Plaque entsteht. Die Pellikel wirkt als „Säureschutzschild“, bei andauernder oder häufig wiederkehrender Säureexposition des Zahnhartgewebes ist der protektive Effekt jedoch limitiert¹. Daher werden Strategien gesucht, um die Schutzwirkung der Pellikel zu verbessern und die Wechselwirkung mit der Zahnhartsubstanz bzw. dentalen Materialien wie Keramik, Komposit, Glasionomerzement (GIZ) sowie Adhäsiven zu beleuchten – wichtige Felder für den Dentalhersteller GC.

Ein weiteres zentrales Forschungsanliegen ist die Charakterisierung der Zusammensetzung der Pellikel. Dr. Walter Siqueira, Associate Professor, Dentistry and Biochemistry, University of Western Ontario, arbeitet an einer Art „Gelbe Seiten“ – einem Katalog, der alle Pellikelkomponenten und deren Eigenschaften auflistet. Siqueira, einer der führenden Forscher im Bereich Speichel-Proteomik (Erforschung des Proteoms, der Gesamtheit aller Proteine im Speichel) stellte in seinem Beitrag „New methods in research relevant for oral bioadhesion“ die Ergebnisse experimenteller Studien vor. Er erforscht, wie Speichel die Gesundheit der Patienten verbessern kann, sowohl diagnostisch (z. B. für die Diagnose unterschiedlicher Erkrankungen) als auch therapeutisch.

0,5 Prozent machen den Unterschied

Die Faszination für die Körperflüssigkeit Speichel ist wenig verwunderlich, übernimmt sie – obgleich zu 99,5 Prozent aus Wasser und nur zu 0,5 % aus anderen Komponenten bestehend – doch zahlreiche Aufgaben: Sie ermöglicht die Nahrungsaufnahme und deckt ein breites Spektrum von Schutzmechanismen ab – vom Feuchthalten der Mundschleimhaut über den Schutz der Zahnhartsubstanzen vor Demineralisation bis hin zur Bildung Pellikel.

Auch Prof. Gordon Proctor, Professor of Salivary Biology am King’s College London, befasst sich intensiv mit der Speichelforschung und gab in seinem Vortrag „Mucosal pellicle“ Einblicke in seine Untersuchungsmethoden. Künstlichen Speichel zu „mixen“ sei ähnlich kompliziert wie künstliches Blut zu erschaffen. Da jede Beeinträchtigung des Speichelflusses das Kariesrisiko erhöht, ist die Suche nach einem gleichwertigen Speichelersatz eine der Hauptaufgaben, gerade weil kein kommerzielles Produkt einen adäquaten Ersatz bietet – pH-neutrale Gele (z. B. Dry Mouth Gel, GC) sind lediglich ein Anfang.

Prof. Dr. Wolfgang Buchalla, Präsident der DGR2Z und Direktor der Poliklinik für Zahnerhaltung und Parodontologie am Universitätsklinikum Regensburg, widmete sich dem Thema „Dental hard tissue surface interactions: What tissue formation, de- and remineralization and adhesion got in common“. Zahnschmelz ist bekanntlich anfällig für Säureangriffe – besonderen Schutz erhält er von Speichel und Pellikel. Speichel verfügt dabei über mehrere Mechanismen, den pH-Wert bei Säurezufuhr abzupuffern. Dass der Mensch seine Zähne bis ins hohe Alter behalten kann, ohne dass diese sich vorzeitig auflösen, ist daher kein Zufall: Die Zähne „baden“ regelrecht im Speichel, der bezogen auf die Mineralsalze der Zahnhartsubstanz mit Kalzium und Phosphat übersättigt ist. Bleibt die entsprechende Zahnhartsubstanz strukturell ausreichend organisiert, können bei Anstieg des pH-Wertes Kalzium und Phosphat, insbesondere unter Mitwirkung von Fluorid, in vorhandene Porositäten wieder eingebaut werden². Dabei sei die Verfügbarkeit von Fluorid im Mundraum entscheidend³ und ein „Akkueffekt“ durch exogene Fluoridzufuhr könne helfen, diese aufrecht zu erhalten (beispielsweise durch Zähneputzen). Die mit der Schmelzentstehung einschließlich der Biomineralisation festgelegte Schmelzstruktur beeinflusst die am Schmelz ablaufenden De- und Remineralisationsorgänge stark und ist auch die Grundlage für das gute Funktionieren der heute weitverbreiteten adhäsiven Restaurationstechniken.

Zahnmedizin trifft Kreidefelsen

Prof. Dr. Eike Brunner, Inhaber des Lehrstuhls für Bioanalytische Chemie an der Technischen Universität Dresden, befasste sich in seinem Beitrag „Methodical approaches for investigation of biomineralization“ mit spektroskopischen Methoden (NMR-Spektroskopie, optische Spektroskopie) zur Untersuchung von Materialstrukturen und zeigte deren Potential für die zahnmedizinische Anwendung auf. Biomineralisation – die Synthese anorganischer Verbindungen und deren Strukturierung als Folge biologischer Prozesse – sei gegenwärtig eines seiner wichtigsten Forschungsgebiete, was er mithilfe der berühmten Kreidefelsen auf Rügen, die Maler Caspar David Friedrich einst zu seinem berühmten Gemälde inspirierten, beispielhaft veranschaulichte. Kreidefelsen und menschliche Zähne haben demnach einen hohen Mineraliengehalt gemein (Kreide: u. a. Calciumcarbonat, Zähne und Knochen: u. a. Hydroxylapatit) und auch die Härte des Zahnschmelzes ist darauf zurückzuführen, dass er überwiegend (zu ca. 95 Prozent) aus anorganischem Material besteht. Als Bestandteil von Abformmaterialien, wie Alginat, kommt mit Kieselgur (Diatomit) ein hauptsächlich aus den Schalen fossiler Kieselalgen bestehendes Material auch in der Zahnmedizin zur Anwendung – klare Fingerzeige darauf, sich Brunners Untersuchungsmethoden näher anzuschauen.

Prof. Josette Camilleri, Associate Professor for Restorative Dentistry, University of Malta, gab mit „Adhesion of MTA on dentine surface interactions“ einen Überblick über den Füllungswerkstoff Mineral Trioxid Aggregat (MTA), ein modifizierter hochreiner Portlandzement, der insbesondere in der Endodontologie zur Anwendung kommt. Eine Forschungsfrage sei die nach den Interaktionen von MTA mit Substanzen wie Schmelz, Dentin, Speichel oder Blut. Camilleri zeigte, dass Restaurationsmaterialien auf sehr unterschiedliche Weise mit den umgebenden (Zahnhart-)Substanzen interagieren und daher die Entwicklung neuer Protokolle und Testmethoden notwendig sei. Da es nicht das „eine Material“ gäbe, seien „smarte“ Materialien gefragt, die speziell für bestimmte Anwendungen konzipiert sind und dort ihre Stärken ausspielen können.

Fazit

Das Symposium zeigte: Ohne das tiefe und umfassende Verständnis grundlegender Prozesse ist es auch in der Zahnmedizin kaum möglich, therapeutisch wirksame Lösungen zu finden. Aus Erfolgen in der Anwendung wiederum speisen sich Forschungsförderung und -intensivierung. „Wissenschaft lebt vom Austausch, und auch im Bereich der Zahnerhaltung richten wir das Augenmerk stets gemeinsam auf offene Fragestellungen, um Perspektiven auszuloten und unsere Forschung zu intensivieren. Über den Tellerrand zu schauen, um fachübergreifende Themen zu bearbeiten, ist elementar für den zahnmedizinischen Fortschritt“, meinte Prof. Christian Hannig und verwies auf die Exklusivität des Treffens und das Engagement von GC. Die Bedeutung der bereits im dritten Jahr bestehenden Kooperation hob auch Georg Haux hervor: GC sei bestrebt, gemeinsam Zukunftstrends zu identifizieren und im Sinne einer modernen Zahnheilkunde das Beschreiten neuer Wege anzuregen. Dies garantiere die sichere Anwendung von Materialien und sei ein elementarer Antrieb für Innovationen. Abschließend zeigte sich der Präsident der DGR2Z, Prof. Dr. Wolfgang Buchalla, begeistert vom fruchtbaren Austausch, der allen Teilnehmern interessante neue Perspektiven aufzeigte. Es sei eine „großartige Erfahrung“ gewesen – mit willkommener Fortsetzung.

¹ Hannig M, Hannig C: The pellicle and erosion. Monographs in Oral Science 2014; 25: 206–214

² Buchalla, Wolfgang (2012). Multitalent Speichel: Bekanntes und Neues zu Zusammensetzung und Funktion. Deutsche Zahnärztliche Zeitschrift, 67(7):438-446.

³ ten Cate JM. Contemporary perspective on the use of fluoride products in caries prevention. Br Dent J. 2013 Feb;214(4):161-7. doi: 10.1038/sj.bdj.2013.162.

Quelle: GC

Foto: GC
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