Der Effekt von Polyphenolen auf die "subsurface" Pellikel

Abstract

When exposed to the oral environment, the enamel surface is covered by a film of adsorbed salivary proteins, the acquired dental pellicle. This process takes seconds. Several publications have already shown that the salivary film might protect the enamel surface. In particular, this has been shown in the case of erosion, for abrasion and attrition. The protective abilities of the pellicle can be increased when modified with polyphenols. Until now this has only been shown on intact tooth surface. The aim of this study is to analyze the protective property of the so called “subsurface” pellicle. This pellicle forms on enamel when the surface has already been damaged due to erosive challenges and if its protection ability might be increased when treated with polyphenols. The polyphenols that have been used in this study are tannicacid, epigallocatechingallate and an experimental hop extract. Bovine enamel specimens have been used for the experiments. They were treated with phosphoric acid resulting in erosive damage. Subsequently the specimens were assembled on splints, which were worn intraorally for 2 h on the upper jaw in order to generate the pellicle. According to the protocol, some specimens were then treated in-vitro with the above named polyphenols. After that all of the specimen were exposed to phosphoric acid for 10 s. The non- polyphenol group act as a control group. Using transmission electron microscopy, the pellicle was analyzed with regard to its electron density and thickness. It could be shown, that electron density and thickness of the pellicle increased after treatment with polyphenols when compared with the control group. After etching, the modified pellicle showed a higher electron density and thickness. The present study demonstrated that on damaged enamel, the subsurface pellicle might be modified by polyphenols resulting in an increased protection property compared to the untreated pellicle. This study warrants further investigations: it needs to be evaluated, if and how polyphenols, when added to the daily oral hygienic products or food might be used to reduce erosive damage of the teeth and thereby reduce the prevalence of caries.

Innerhalb von wenigen Sekunden nach der Reinigung der Zahnoberfläche bildet sich auf dieser ein Belag aus Speichelbestandteilen, die dentale Pellikel. Es konnte bereits in einigen Studien gezeigt werden, dass die Pellikel in der Lage ist, die Zahnhartsubstanz zu schützen. Dies gilt im Speziellen bezogen auf die Erosion durch Bestandteile unserer Nahrung, aber auch auf Abrasion und Attrition. Auch konnte bereits nachgewiesen werden, dass die protektive Wirkung der Pellikel durch die Behandlung mit Polyphenolen erheblich erhöht werden kann. Dies wurde bisher jedoch nur bei intakter Zahnschmelzoberfläche analysiert. Ziel dieser Studie ist es zu zeigen, dass sich die protektive Wirkung auch bei der sogenannten subsurface Pellikel, welche sich auf vorgeschädigtem, erodiertem Zahnschmelz bildet, durch die Behandlung mit Polyphenolen verbessern lässt. Bei den Polyphenolen, welche in dieser Studie verwendet wurden, handelt es sich um Tanninsäure, Epigallocatechingallat und um ein experimentelles Hopfenextrakt. Bei der Versuchsdurchführung wurden bovine Schmelz-Prüfkörper zunächst 10 s mit Phosphorsäure angeätzt, um die Erosion der Zahnhartsubstanz zu imitieren. Anschließend wurden die Prüfkörper auf individuell gefertigte Zahnschienen montiert und zur Pellikelgewinnung 2 h im Oberkiefer getragen. Ein Teil der Proben wurde nun, entsprechend des Versuchsprotokolls, in-vitro mit den oben genannten Polyphenolen behandelt, bevor alle Proben erneut 10 s mit Phosphorsäure geätzt wurden. Hierdurch ergaben sich eine Kontrollgruppe, welche nicht mit Polyphenolen in Berührung kam, und eine Vergleichsgruppe. Mit Hilfe des Transmissionselektronenmikroskops wurde die Pellikel nun im Hinblick auf ihre Dicke und Elekronendichte hin untersucht. Es konnte beobachtet werden, dass die subsurface Pellikel nach der Behandlung mit Polyphenolen deutlich dicker und elektronendichter war als die auf den Prüfkörpern der Kontrollgruppe. Auch nach der erneuten Säureätzung war dies noch zu beobachten. Das Ergebnis dieser Studie ist also, dass sich auch auf bereits erodiertem Zahnschmelz eine deutlich verbesserte Schutzfunktion der mit Polyphenolen modifizierten subsurface Pellikel, verglichen mit der unbehandelten Pellikel, erzielen lässt. Die Kenntnis über die Möglichkeiten der Pellikelmodifikation mittels Polyphenolen und die damit verbundenen Änderungen von deren Struktur und Funktion können zukünftig zur Entwicklung neuer therapeutischer Maßnahmen beitragen. Diese könnten dazu dienen, erosive Schäden der Zahnhartsubstanz zu minimieren und somit die Prävalenz für Folgeerkrankungen wie Karies und Parodontitis zu reduzieren. Hierfür sind zunächst aber noch weitere Studien nötig, die das protektive Verhalten der modifizierten Pellikel weiter erforschen, eventuell auch in Bezug auf erodiertes Dentin.