Highlight 2018 - Forschungspreis der AG Keramik

Ich arbeite seit 1988 mit Keramikwerkstoffen, die damals nur als Verblendmaterialkeramiken verfügbar waren. Diese Werkstoffe waren in keiner Weise mit modernen Werkstoffen, wie Lithiumdisilikatkeramik, vergleichbar, funktionierende Dentinadhäsive gabe es noch nicht und auch die Befestigungsmaterialien war nicht für Inlays entwickelt worden. Die ersten Versuche adhäsiver Befestigung wurden beispielsweise mit Nimetic Grip (Espe), einem Material, das für Maryland-Brücken entwickelt worden war, durchgeführt. Bei fast allen Keramikinlays war damals eine Phosphatzementunterfüllung gemacht worden, um das Dentin zu “schützen”.

Aus dieser Anfangszeit adhäsiv befestigter keramischer Seitenzahnversorgungen stammen viele der heute noch empfohlenen Präparationsvorgaben (stumpfe Winkel, abgerundete Innenkonturen, 1.5 mm Schichtstärke, Verzicht auf Federrandpräparation etc.).

Seit über 30 Jahren werden somit Keramikrestaurationen nahezu unverändert präpariert, da sich diese traditionellen Präparationsvorgaben inzwischen über Jahrzehnte bewährt haben. Es ist verständlich, dass weder Hersteller noch Zahnärzte durch Änderung der bewährten Regeln das Risiko einer Fraktur in Kauf nehmen wollen.

Was dabei allerdings nicht ausreichend berücksichtigt wird, ist die Tatsache, dass sich unsere Werkstoffe in den vielen Jahren deutlich verändert, im Idealfall sogar verbessert haben ;-)

Kurz vor seinem Wechsel nach Zürich haben Prof. Mehl und ich bei einem unserer kreativen Espresso-Meetings diskutiert, wann und warum man eine Teilkronen präparieren muss. Ich habe den konvervativen Part vertreten, wonach die Teilkrone dann indiziert sei, wenn ein Höckerkontakt im Bereich der Klebefuge oder auf einem dünnen Höcker liegt. Prof. Mehl hat provoziert und gefragt, ob es nicht besser sei, diesen einen Kontakt minimal wegzuschleifen, bis die Okklufolie nicht mehr zeichnet, als den ganzen Höcker 1.5 mm einzukürzen und so viel mehr Zahnhartsubstanz zu opfern. Ein anderes Mal haben wir uns die Köpfe heiß geredete, warum man überall gleichmäßig eine Schichtdicke von 1.5 mm Keramik fordern muss. Ob es nicht reichen würde, diese Schicht nur in den Bereichen okklusaler Last, also direkt unter einem Höcker anzustreben. Der Rest der Kaufläche, der nicht stark belastet ist, könnte dann viel schonender präpariert werden.

In mehreren Doktorarbeiten (Binn 2009, Schäfer 2014, Schröder 2018) habe ich in den vergangenen Jahren die Fragen, die sich aus diesen Diskussionen ergeben haben, untersuchen lassen, um zu klären, wie weit man mit modernen Werkstoffen die Grenzen verschieben kann. Ein Teil der Ergebnisse wurde inzwischen auch in einem internationalen Journal hochrangig publiziert.

Heck, K., Paterno, H., Lederer, A., Litzenburger, F., Hickel, R., & Kunzelmann, K. H. (2019). Fatigue resistance of ultrathin CAD/CAM ceramic and nanoceramic composite occlusal veneers. Dental Materials.

Von der AG Keramik wurde uns 2018 außerdem für weitere Untersuchungen, die diese Aussagen belegen, der Forschungspreis der AG Keramik verliehen:

Dr. Gaetan Schroeder, Prof. Dr. Karlheinz Kunzelmann, Poliklinik für Zahnerhaltung und Parodontologie, Universität München:

Einfluss der Präparationsform auf die Überlebenswahrscheinlichkeit von Kau- flächen-Veneers.

Kauflächen-Veneers sind in der Regel indiziert für Bisserhöhungen, für Veränderungen der Bisslage, zur Korrektur der statischen und dynamischen Okklusion. Kriterium ist, dass die betreffenden Zähne kariesfrei sind, die Kauflächen voll ersetzt werden ohne die Extension einer Dreiviertel- oder Vollkrone. Für die Herstellung der okklusalen Veneers eignen sich Glaskeramik sowie die neuerdings verfügbaren, keramikdotierten und fräsbaren CAD-Komposite. Als Mindestschichtstärken für den okklusalen Substanzabtrag für Keramik wurden bisher 1,0 bis 2,0 mm empfohlen, zusammen mit einer zirkulären Stufenpräparation. Die Entwicklung verbesserter Restaurationswerkstoffe und Adhäsivtechniken gaben Anlass zur Untersuchung, ob nicht substanzschonender als bisher präpariert werden kann.

Ziel der Studie war zu prüfen, wie sich die „traditionelle, okklusale Reduktion mit zirkuärer Stufe“ (Stufenpräparation) und die „defektorientierte, minimale Präparation ohne Stufe“ (Non-Präparation) auf die mechanische Belastbarkeit im Kausimulator und auf die Überlebenswahrscheinlichkeit der Kauflächen-Veneers auswirkt. Hierfür wurden Kauflächen-Veneers aus zirkonoxidverstärktem Lithiumsilikat (Celtra Duo, ohne Wärmenachbehandlung; Dentsply Sirona) und aus keramikdotierten CAD-Kompositblocks (CeraSmart, GC) mit Wandstärken von 0,5 mm hergestellt, mit dem Cerec-System gefertigt. Bei allen Zähnen lag okklusal das Dentin frei, nur zirkulär war Schmelz vorhanden (Grad 3 Erosionsdefekte). Die Zahnoberflächen wurden angeätzt und mit Syntac Classic (Ivoclar Vivadent) vorbereitet. Celtra Duo wurde adhäsiv befestigt, CeraSmart wurde sandgestrahlt, silanisiert und ebenso adhäsiv befestigt. Die Proben durchliefen ein Thermocycling und eine Kausimulation mit 1 Million Zyklen. Als Antagonisten dienten Degussit-Kugel (Frialit).

Ergebnisse: Kauflächen-Veneers aus Celtra Duo ohne Präparation zeigten eine Überlebenswahrscheinlichkeit von 60 Prozent (Kaplan-Meier), die Veneers mit Stufenpräparation 40 Prozent. Die Veneers aus CeraSmart mit Non-Präparation erreichten 95 Prozent, mit Stufenpräparation ebenfalls 95 Prozent. Die Unterschiede aller Proben aus beiden Werkstoffgruppen waren jedoch nicht signifikant. Die Finite-Elemente-Simulation zeigte, dass der Adhäsivverbund die Spannung der Kaukräfte auf den Zahn verteilt. Dabei entstehen keine Spannungsspitzen an den Rändern; somit spielt die Präparationsart keine Rolle. Beim Werkstoff mit hohem E-Modul (Keramik) verteilt sich die Spannung in der Restauration. Bei niedrigem E-Modul (Komposit) werden die Kräfte auf den Verbund und auf den restaurierten Zahn übertragen. Wenn sich Schmelz unterhalb der Restauration befindet, sind die Spannungsunterschiede im Dentin marginal; der Werkstoff spielt dann eine untergeordnete Rolle. Im Dentin sind die Spannungen vergleichsweise höher, wenn Komposit auf Dentin geklebt wird. Zwei Werkstoffe mit hohem E-Modul (Schmelz, Keramik) führen im Befestigungskomposit zu zwei- bis fünfmal höheren Spannungen; hier gleicht das Befestigungsmaterial als Dämpfungselement die Spannungsspitzen aus.

Fazit: Die Präparationsformen (Non-Präp, Stufenpräp) hatten keinen Einfluss auf die mechanische Ermüdung. Damit kann aus Stabilitätsgründen auf die substanzinvasive Stufenpräp verzichtet werden. Entscheidend für das Überleben ist der Restaurationswerkstoff. Die Unterschiede bei deren Überlebenswahrscheinlichkeit waren jedoch nicht signifikant (statistisch unter fünf Prozent-Niveau). Das gute Abschneiden des CAD-Komposits ist mit der viskoelastischen Eigenschaft zu erklären; es verformt sich unter Druck- und Zugbelastung und verbraucht so Energie, die bei Keramik das Risswachstum vorantreiben. Die Risszähigkeit von Celtra Duo lässt sich mit Wärme- behandlung um das 2,5fache steigern. Es zeigte sich, dass Schichtstärken von 0,3 bis 0,5 mm ausreichend sind. FE-Darstellung der Spannungsfelder in Keramik und CAD-Komposit. „Auf Schmelz“: Restauration auf Schmelz geklebt, „Auf Dentin“: okklusal nur auf Dentin geklebt.

Quelle: Schroeder, Kunzelmann Die Autoren bzw. Preisträger: Dr. Gaetan Schroeder Prof. Dr. Karl-Heinz Kunzelmann

Poliklinik für Zahnerhaltung und Parodontologie der LMU-München

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Highlight 2014

Im vergangenen Jahr wurde intensiv an der Entwicklung unseres neuen Goniometers zur winkelauflösenden Streulichtmessung gearbeitet (Abb. 1).

Theta-Theta-Goniometer
Theta-Theta-Goniometer

Abb. 1: Theta-Theta-Goniometer. Links sieht man die Montagehalterung für eine Laserdiode. Rechts ist der HDR CCD-Sensor montiert. Die beiden Arme rotieren um ein gemeinsames Zentrum. Im Rotationszentrum ist auf diese Foto eine Spektralon-Referenzprobe montiert.

Die optischen Eigenschaften von Zähnen sind sehr komplex (Oberflächenmikrotextur, mehrere Schichten unterschiedlicher optischer Eigenschaften, z. B. Transparenz, Fluoreszenz, Farbe …). Gleichzeitig sind die Zähne im Vergleich zu den üblichen Industrieobjekten sehr klein und ihre Oberfäche ist keine perfekte Ebene. All diese Komponenten erschwerden es, Farbe oder Glanz mit den üblichen Geräten (z. B. Spektralphotometer oder Glanzmessgerät) zu vermessen, deren Messfenster meist > 50 mm² groß sind.

Mit dem Goniometer ist es möglich, winkelabhängig Reflexion, Transmission und Farbe in sehr kleinen Messarealen zu messen. Die Proben werden im Zentrum von zwei koaxial montierten Rotationsbühnen befestigt. An einem der Dreharme ist eine Lichtquelle, am anderen Dreharm ein Detektor befestigt (Abb. 2).

Goniometer von oben
Goniometer von oben

Abb. 2: Hier sieht man das Goniometer von oben. Die beiden Rotationstische werden von Schrittmotoren gesteuert, die es erlauben, die Winkel mit einer Genauigkeit von <= 30" (" = Sekunden) bei einer unidirektionalen Wiederholgenauigkeit von <= 2" anzusteuern.

Die Lichtquellen sind variabel, d.h. es können Laserdioden unterschiedlicher Wellenlängen aber auch eine Xenon-Lichtquelle, als Weißlicht oder über einen Monochromator ausgewählte Wellenlängen, für die Beleuchtung verwendet werden. Ebenso sind die Detektoren austauschbar. Neben HDR Kameras können auch Photodioden für Leistungsmessgeräte oder Spektrophotometer adaptiert werden.

Abb. 3 zeigt beispielsweise die Beleuchtung eines Zahnes mit einer roten Laserdiode zur Messung der winkelabhängigen Reflexion.

Zahn mit Laserspot
Zahn mit Laserspot

Abb. 3: Beleuchtung eines Zahnes mit einer roten Laserdiode. Der minimale Focusdurchmesser beträgt bei dieser Laserdiode 100 µm. Bei den Messungen hat sich aber gezeigt, dass die BRDF-Werte weniger streuen, wenn der Focus etwas aufgeweitet wird.

Unser Ziel ist es u.a., Erkenntnisse über die spektrale und winkelabhängige Variabilität der BRDF von Zähnen zu gewinnen. BRDF steht für Bidirectional Reflectance Distribution Function. Neben der Reflexion kann auch die Transmission evaluiert werden (BTDF = Bidirectional Transmittance Distribution Function). Die Grundlagen kann man z. B. in Stover (1995)1 nachlesen.

Unsere ersten Ergebnisse werde ich bei der IADR 2015 in Boston präsentiert.

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Highlight 2012

Ein wichtiges Highlight des Jahres 2012 war die Entwicklung unseres neues 3D-Scanners.

Abb. 1: Oberflächenscanners KF 30
Abb. 1: Oberflächenscanners KF 30

Der Sensor dürfte derzeit allen Dental-Scannern bezüglich der vertikalen Auflösung überlegen sein (siehe technische Spezifikationen des Oberflächenscanners KF 30). Dank des konfokalen Sensors der Firma Micro-Epsilon kann auch bei glänzenden Zahnoberflächen auf Puder und ähnliche Maßnahmen zur Förderung der diffusen Reflexion verzichtet werden. Möglich war diese Entwicklung durch die Kooperation mit den Firmen SyndiCAD (Hardware) und Certiga (Software), die es verstanden, unsere Wünsche perfekt zu realisieren. Die Anerkennung, die dieser Scanner in der Fachwelt erfährt, können Sie auf der Website des Scannerherstellers Micro-Epsilon selbst nachvollziehen.

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Highlights 2011

Schonende Kariestherapie kann Wurzelkanalbehandlungen vermeiden helfen. In den letzten Jahren haben wir intensiv an diesem Thema gearbeitet. In den Zahnärztlichen Mitteilungen (Heft 13/2011) habe ich einen Übersichtsartikel zu diesem Thema veröffentlicht, in dem viele Details hoffentlich leicht verständlich zusammengefasst sind:

Kariesexkavation: Neue Erkenntnisse und selbstlimitierende Methoden

Tiefer in die Materie steigt dieser Artikel ein:

Ahmed AL-Asmar, Aya A. R. , Kunzelmann, K.-H.: Self-limiting Caries Therapy on an Artificial Caries Model. Smile Dental Journal, 6(1): 18–26 (2011).

Highlights 2010

In Kooperation mit der Virtuellen Hochschule Bayern, der Uni Erlangen und der Uni Regensburg wurde unter meiner Leitung ein ELearning-Kurs zum Thema: “Gesprächsführung und Psychologie zur Verbesserung der Arzt-Patient-Kommunikation im Bereich Zahnmedizin” entwickelt. Der Kurs ist für bayerische Studierende kostenfrei, aber auch jeder Kollege, den das Thema interessiert, kann diesen Kurs bei der Virtuellen Hochschule Bayern für wenig Geld buchen (ca. 70 Euro - bei der Registrierung bitte den “Status” - “andere Person” wählen).

Gesprächsführung und Psychologie zur Verbesserung der Arzt-Patient-Kommunikation im Bereich Zahnmedizin
Abstract:

Viele Patienten fühlen sich beim Arzt- oder Zahnarztbesuch unwohl, da sie mit der auf sie zukommenden Situation in der Regel nicht vertraut sind. Die Medizin- und Zahnmedizinausbildung war lange auf die technischen Aspekte fokussiert, obwohl durchaus bekannt ist, dass man mit einfachen Regeln der Kommunikation Unsicherheit seitens des Patienten und Missverständnisse zwischen Arzt/Zahnarzt und Patient vermeiden könnte. In dem Online-Seminar werden Lerneinheiten präsentiert, welche klinische Situationen zu häufigen Problemen in der Arzt-Patientenkommunikation aufzeigen, den Studenten zur aktiven Erarbeitung von Lösungsstrategien motivieren und anhand von Fragen, Texten, Lösungsvideos und Literaturverweisen Feedback zu seinen Lösungsstrategien bereitstellen. Das Grundkonzept sieht vor, theoretische Wissenseinheiten mit Video-Fallbeispielen zu kombinieren. Der Student soll verschiedene Lösungsmöglichkeiten kennen lernen. Auch hier sollen Videosequenzen von möglichen Lösungsstrategien ganz konkrete Bespiele präsentieren. Durch interaktive Selbstkontrolle kann der Student sein Wissen überprüfen. Die Lösung von Fragestellungen zur Arzt-Patienten-Kommunikation lässt immer mehrere richtig erscheinende Möglichkeiten zu. Aus diesem Grund ist ein Teil der Fragen offen formuliert. Durch die offenen Fragen soll die Selbstreflexion gefördert werden. Die Aufgaben können in Foren von den Studenten gemeinsam diskutiert werden. Hierdurch soll das soziale Lernen gefördert werden und die Sichtweise für alternative Lösungsansätze geöffnet werden. In dieser Diskussion wird nicht eine singuläre “richtige” Lösung angestrebt, sondern es soll dem Studenten bewusst werden, wie unterschiedlich verschiedene Beobachter eine Lösungsstrategie empfinden.

Gliederung:
  1. Vermittlung von Grundwissen über personenbezogene Kommunikation und praxisrelevanter Kommunikationssituationen aus dem Medizinbereich
  2. Das patientenzentrierte, ärztliche Gespräch: Strukturiertes Interview; Biographische Anamnese, Familienanamnese, Dokumentation.
  3. Gesprächsführung und Umgang mit Angstpatienten
  4. Kommunikation mit Kindern
  5. Besonderheiten der Krankheitsverläufe im Alter; spezielle Probleme im orofazialen Bereich
  6. Lernmechanismen als wesentliche Verhaltensgrundlage
  7. Möglichkeiten der Verhaltensmodifikation
  8. Konzepte des Gesundheits- und Krankheitsverhaltens
  9. Gesundheitsverhaltensförderung
  10. Spezielles psychosomatisches Grundwissen: Schmerz; Somatoforme Störung
  11. Vorstellung körperbezogener Verfahren anhand ausgewählter Beispiele zum Wohle von Patient und Arzt
  12. Prävention von Burnout. Erkennen von Frühsymptomen und Ergreifen von Gegenmaßnahmen.
  13. Präventionsspezifische Kommunikation
Detaillierter Inhalt:

In dem Online-Seminar wurden Lerneinheiten erstellt, welche klinische Situationen zu häufigen Problemen in der Arzt-Patientenkommunikation aufzeigen, den Studenten zur aktiven Erarbeitung von Lösungsstrategien motivieren und anhand von Fragen, Texten, Lösungsvideos und Literaturverweisen Feedback zu seinen Lösungsstrategien bereitstellen.

Highlights 2009

Anlässlich der Jahrestagung der IADR-CED/NOF/ID 2009 in München wurde meinem Freund und Mitarbeiter Y. C. Chiang der Senior Robert Frank Award for Basic Science verliehen. Sein Thema war “Evaluation of DBAs Effects on Composite Polymerization Shrinkage with µCT” (Y. C. Chiang, P Rösch, A Dabanoglu, I Nyamm, CP Lin, R Hickel, KH Kunzelmann).

In dieser Arbeit wird mit einer in München entwickelten Methode zerstörungsfrei untersucht, welchen Einfluss die Dentinqualität auf die Haftung verschiedener Dentinadhäsive hat. Eine wichtige Grundlage dieser Arbeit ist die Visualisierung von Schrumpfungsvektoren mit Hilfe des µCT.

3D superimposed images before (uncured resin, green-color) and after (cured resin, red-color) light-curing.

Highlights 2008

Im Rahmen unserer Forschungstätigkeit müssen wir oft neue Methoden entwickeln. Eine meiner Stärken ist sicher der sicher Umgang mit Computern und die Fähigkeit mit Ingenieuren in deren Sprache sprechen zu können. Ein Ergebnis einer solchen Kooperation wurde vor kurzem mit einem renommierten internationalen Preis ausgezeichnet. Herr Dougherty und ich haben den “Macres Award 2007” der Microbeam Analysis Society für den besten Software-Artikel erhalten. Der Preis freut uns sehr. Sie können weitere Einzelheiten auf der Homepage der Microbeam Analysis Society nachlesen. Die gemeinsam entwickelte Software ist unter der BSD License für jeden kostenlos verfügbar.

Von der Academy of Dental Materials wird der renommierte Paffenbarger Award vergeben. 2008 wurde unsere Arbeitsgruppe, YC CHIANG, P ROESCH, CP LIN, R HICKEL, KH KUNZELMANN, mit Platz 2 dieses Preises für den Beitrag “Deformation Analysis of Composite Polymerization Shrinkage from µCT Images” ausgezeichnet. Dieser Preis ist eine sehr motivierende Anerkennung für ein internationales und interdisziplinäres Forschungsprojekt zwischen der Poliklinik für Zahnerhaltung und Parodontologie, LMU, National Taiwan University, Taiwan, und der FH Augsburg (Informatik Prof. Rösch).

E-Learning

E-Learning ist eine neue Möglichkeit, die Wissensflut im Studium zu kanalisieren. Die Poliklinik für Zahnerhaltung und Parodontologie hat sich für Moodle als plattformunabhängiges Open-Source -Lernmanagement-System entschieden, das u. a. folgende Funktionen bietet:

  • Unterstützung von Gruppenarbeit
  • Verschiedene Übungs- und Prüfungsszenarien
  • Diskussionsforum und Chat
  • Überblick über Aktivitäten der Studenten
  • Definition von Rollen (Administrator, Kursersteller, Trainer, Teilnehmer, Gast)
  • Benutzer- und Kursverwaltung
  • Lerntagebuch
  • Abstimm-, Umfrage- und Quizfunktion
  • Sprechstunde mit dem Trainer (Lehrenden)
  • Glossar
Klicken Sie hier, um zur E-Learning-Plattform der ZMK-Klinik weitergeleitet zu werden:

Kurse “Zahnerhaltung und Parodontologie”: Lernplattform der Zahnklinik München (Arbeitskreis eLearning und Multimedia)
Vorlesungen “Zahnerhaltung und Parodontologie”: Videoaufnahmen (Podcast, Quicktime und Flash)
Prüfungsplattform

Unsere Erfahrungen beim Einstieg in diese Thematik habe ich hier zusammengefasst -> Blended Learning - neue Möglichkeiten in der Studentenausbildung

Highlight 2006:

Unserer Arbeitsgruppe wurde der Förderpreis der Bayerischen Landeszahnärztekammer 2006 verliehen.

“Der sanfte Bohrer”

Presseinformation - Förderpreis der Bayerischen Landeszahnärztekammer

Prof. Dr. Karl-Heinz Kunzelmann (l.) und Präsident Schwarz (r.) bei der Verleihung

Donnerstag, 26. Oktober 2006
Prof. Dr. Karl-Heinz Kunzelmann (l.) und Präsident Schwarz (r.) bei der Verleihung

“Löcher in Zähnen” werden vom Zahnarzt mit Füllungen behandelt. Mit dem Bohrer entfernt er vorher Bakterien und zerstörtes, weiches Zahngewebe, um der neuen Restauration ein tragfähiges Fundament zu verleihen.

Woher weiß der Zahnarzt genau, wie viel er entfernen muss, wenn er die Folgen von Karies behandelt?

Im Laufe seiner Ausbildung lernt er anhand von klinischen Beispielen und verschiedenen Kriterien, wie z. B. der Härte, Farbe, Feuchtigkeit oder Größe von Schleifpartikeln, mit dem Stahlbohrer oder auch mit Stahlhandinstrumenten das weiche Dentin zu entfernen. Viel Erfahrung ist erforderlich, die richtige Menge zu entfernen, denn es gibt kein wirklich objektives Kriterium hierfür.

Genau dieser Thematik widmet sich eine Arbeitsgruppe an der Poliklinik für Zahnerhaltung und Parodontologie der LMU-München.

Mikromorphologisch betrachtet besteht kariös verändertes Dentin aus verschiedenen Zonen, die nicht scharf voneinander abgegrenzt sind, da es sich bei dem kariösen Prozess um Diffusionsvorgänge handelt. In der Literatur unterscheidet man dennoch zwischen zwei Schichten, die unterschiedlich charakterisiert sind. Die äußere Dentinschicht einer Kariesläsion erscheint klinisch oft weich, feucht und teilweise verfärbt. Diese Schicht besteht aus strukturlosem, nekrotischem Gewebe und enthält auch den Hauptanteil an Bakterien einer Kariesläsion, weshalb sie entfernt werden muss. Die innere Schicht einer Kariesläsion erscheint klinisch oft hart, trocken und ist häufig dunkel verfärbt. Die Anzahl kultivierbarer Mikroorganismen ist in diesem Bereich weniger als 0.1 % verglichen mit der Menge in der Nekrosezone.

Eine wesentliche Voraussetzung für die Remineralisationsfähigkeit ist der Zustand der Kollagenfasern. Im gesunden Dentin sind die Kollagenfasern in eine Hydroxylapatitmatrix eingebettet. Durch die sauren Stoffwechselprodukte, die aus dem Biofilm beim Entstehen einer Kariesläsion ein diffundieren, wird zunächst Hydroxylapatit aufgelöst, wobei die Kollagenfasern freigelegt werden.

Solange noch Hydroxylapatitkristalle zwischen den Triple-Helix-Strängen des Kollagens vorhanden sind, können diese als Kristallisationskeime für eine Remineralisation wirken. Man unterscheidet daher, je nach Zustand des Kollagens, zwischen demineralisiertem Kollagen und zerstörtem Kollagen, das nicht mehr remineralisieren kann.

Die bakterienarme innere Zone einer Dentinläsion enthält Kollagen, das erhalten werden kann, obwohl es deutlich weicher ist, als gesundes Dentin. Mit Hilfe von Enzymen ist es möglich, genau zwischen den Kollagenfasern zu unterschieden, die zerstört sind und denen, die wieder remineralisieren können, weshalb man hier von selbst-limitierender Kariestherapie spricht.

Frau Aya Ahmed und Herr Karl-Heinz Kunzelmann haben in ihrer Forschungsarbeit Enzyme mit unterschiedlichem Wirkmechanismus verglichen. Ein wichtiger Teil der Forschungsarbeit war die Entwicklung eines künstlichen Dentinkariesmodells, um gleiche Ausgangsvoraussetzungen für diese Untersuchungen zu schaffen. Die Wirkung der Enzyme wurde in dieser Arbeit morphologisch mit Hilfe eines hochauflösenden Feldemissionenrasterelektonenmikroskopes (FE-REM) untersucht. Parallel wurde die Wirkung der Enzyme wurde durch den Nachweis des Abbauproduktes Hydroxyprolin quantifiziert.

Anhand der FE-REM-Bilder und der bekannten Wirkungsmechanismen konnte eine Reihenfolge für die Enzymwirkung bestimmt werden, die von den untersuchten Rein-Enzymen derzeit das Enzyme Pepsin als attraktivste Lösung für das Konzept der selbstlimitierenden Kariestherapie erscheinen lässt.

Eine produktnahe Version dieser Enzyme ist in der Lage, erweichtes Dentin innerhalb von 3 min zu entfernen, wobei im Dentin nur weiche Kunststoffinstrumente, wie z. B. eine Nylonbürste, verwendet wurden.

Die vorliegende Untersuchung konnte somit nachweisen, dass es möglich ist, mit Enzymen in einer klinisch realistischen Zeit Dentinkaries selbstlimitierend zu entfernen. Andere Arbeiten aus der gleichen Arbeitsgruppe konnten darüber hinaus zeigen, dass auch der adhäsive Verbund moderner Kompositrestaurationen zur konventionellen Behandlung gleichwertige Ergebnisse erzielt.

Frau Dr. Aya Ahmed

Frau Dr. Aya Ahmed


  1. Stover, J. C.: Optical Scattering. Measurement and Analysis. 1995 (2. Auflage) SPIE Optical Engineering Press, Bellingham, Washington, USA.  ↩︎