In-vitro-Studie zur tubulusokkludierenden Wirkung von nano-Hydroxylapatit Suspensionen und Fluoridpräparaten sowie deren Kombinationen

Abstract

Zahnüberempfindlichkeiten sind ein häufig auftretendes Problem in der zahnärztlichen Praxis. Ursächlich dafür sind meistens freiliegende zervikale Dentinbereiche. Mit der Verbesserung parodontaler und restaurativer Therapien sowie dem Einfluss erosiver Nahrungsmittel ist mit einer weiteren Zunahme von Hypersensibilitäten zu rechnen. Nach derzeitiger Auffassung führen freiliegende Wurzeloberflächen durch Rezessionen oder parodontale Therapien und Schmelzverluste an der Schmelz-Zement-Grenze zu freiliegenden Dentinflächen und eröffneten Dentintubuli. Freiliegende Dentintubuli sind nach der hydrodynamischen Theorie von Brännnström die Ursache für Überempfindlichkeiten. Desensibilisierende Mittel sollen zum Verschluss freiliegender Tubuli führen. In vitro wurden desensibilisierende Agenzien bisher an senkrecht zur Zahnachse präparierten, humanen Dentinscheiben oder an Scheiben von Rinderinzisiven untersucht. Bei beiden Modellen bleibt der für die Entstehung von Hypersensibilitäten relevante Dentinbereich unberücksichtigt. In der vorgelegten Untersuchung wurde, abweichend von den bisherigen Verfahren, eine Präparationsart zur Freilegung von zervikalem Dentin mit eröffneten Tubuli etabliert. Es konnte gezeigt werden, dass das gewählte Modell geeignet ist, die für die Entstehung von Dentinhypersensibilitäten relevanten Bereiche darzustellen. Eine Vielzahl von chemischen Agenzien wird kombiniert oder als Monopräparat zur Behandlung überempfindlicher Zähne klinisch eingesetzt, von denen sich aber keines als Goldstandard etablieren konnte. Zu den bereits angewendeten Agenzien gehören Hydroxylapatite, die als Bestandteil der Zahnhartsubstanzen als biomimetisches Mittel gelten. Hauptsächlich kommen sie in Zahncremes in der häuslichen Pflege zur Anwendung. In der zahnärztlichen Praxis hat sich bisher keine geeignete Therapieform durchsetzen können, die den Anforderungen an einfache Applikation, schnellem Wirkeintritt und Wirtschaftlichkeit entsprechen. Hochkonzentrierte fluoridhaltige Präparate gelten als etabliertes Mittel der Kariesprophylaxe und werden als Lacke oder Fluids in verschiedenen Applikationsformen in der zahnärztlichen Praxis angewendet. Hydroxylapatite in der Nanoform und Kombinationen mit fluoridhaltigen Mitteln sind in der topischen Applikation bisher unberücksichtigt geblieben. Daher sollte in der vorgelegten Untersuchung die Wirkung von nano-Hydroxylapatit in wässriger Suspension und in der Kombination mit elmex fluid auf freiliegendes Dentin der Zahnhalsregion untersucht werden.

Die wässrige Suspension von nano-Hydroxylapatit und die Mischung von nano-Hydroxylapatit mit elmex fluid führten zu einer oberflächlichen Auflagerung auf einer geätzten Dentinfläche und Einlagerungen in die Dentintubuli. In der Elementanalyse waren intratubulär höhere Calcium- und Phosphoranteile als auf der intertubulären Fläche messbar. Es kann vermutet werden, dass bereits eine einmalige Applikation zu einem Eindringen von nano-Hydroxylapatit in eröffnete Dentintubuli führt. In der Elementanalyse war ein höherer Fluoranteil in der Mischung mit elmex fluid bei einem ähnlichen Calcium-Phosphor-Verhältnis feststellbar. Das Fluor nimmt bei dem gewählten Versuchsaufbau keinen negativen Einfluss auf die Tubulusokklusion. Dadurch wäre die Kombination von Aminfluorid mit nano-Hydroxylapatit eine denkbare klinische Anwendung. Neben der desensibilisierenden Wirkung müssen Präparate in der Mundhygiene weitere Anforderungen erfüllen. Die erzielten Ergebnisse zeigen, dass die Kombination eines hochkonzentrierten Fluoridpräparates mit nano-Hydroxylapatit zu Einlagerungen in die Dentintubuli führt und das Potenzial zur Therapie von Hypersensibilitäten besitzt. Der Nachweis der Stabilität der Verschlüsse in oralem Milieu erfordert weitere Untersuchungen. Daneben müssen Mundpflegeprodukte weitere Aufgaben wie Kariesprophylaxe und Erosionsschutz erfüllen. Die vorgelegte Untersuchung kann dazu als Basis dienen. Es konnte gezeigt werden, dass unter den gewählten Versuchsbedingungen experimentelle Mischungen von nano-Hydroxylapatit eine Wirkung auf freiliegendes Dentin und eröffnete Dentintubuli der Schmelz-Zement-Grenze besitzen.

Dentin hypersensitivity is a common condition among patients. There are many etiologic factors related to dentin hypersensitivity. The improvement of periodontal and restorative treatment and the impact of erosive acids may lead to a higher prevalence. The current opinon suggests that the denudation of the root surface with loss of the overlaying cementum and the removal of enamel create an exposure of cervical dentin to the oral environment. Based on Brännsröm`s Hydrodynamic Theory, the exposure of the dentine surface and, therefore, the presence of open dentinal tubules, may be a prerequisite for dentin hypersensitivity. Based on this theory, one of the main strategies to treat this condition consists of the sealing of dentinal tubules by desensitizing agents. The in vitro evaluation of desensitizing agents is mostly based on a dentin disc model, wherein thin slices of coronal dentin from extracted human third molars or bovine incisives were prepared perpendicularly to the axis of the tooth. In both models the relevant cervical area remained unconsidered. For the first time we used a model to create opened dentin tubules of the cervical area of extracted human third molars to examine the efficiency of potential desentisizing agents. We could show that this model is reasonable for the examination of desensitizing agents. There is currently a large number of commercially available desensitizing agents, but at present it is difficult to select one as the so-called gold standard. Hydroxyapatite as a biomimetic agent is mostly used in dentrifices for daily dental care and it has been suggested that there is a high potential in the treatment of hypersensitive teeth. Among the in-office treatment options there is none, which can meet the requirements of easy application, rapid response and efficiency. Varnishes containing high fluoride concentrations are widely used products for the treatment of hypersensitivity and in caries prophylaxis. Hydroxyapatite in nano formulation and a combination product of nano hydroxyapatite with high fluoride agents are currently not taken into consideration in any topical application modus. In the present study we examined the effect on the dentin of the cervical area of an experimental water slurry with nano-hydroyapatite and the mixture of an established fluorid varnish (elmex fluid) with nano-hydroxyapatite. We could show that a water slurry of nano-hydroxyapatite and the mixture of elmex fluid with nano-hydroxyapatite lead to surface deposits on the etched dentin surface and penetration into opened dentin tubules. The elemental analysis showed a higher concentration of calcium and phosphor in the examined innertubular area than on the intertubular dentin. It can be assumed that a one-time application of nano-hydroxyapatite leads to a penetration into opened dentin tubules. Presumably, the application of the mixture of elmex fluid with nano-hydroxyapatite leads to a higher fluor proportion and a similar calcium-phosphor relation. The conclusion was that fluor does not have any negative effect on the occlusion of the dentin tubules under the chosen experimental conditions. It can be assumed that a combination of nano-hydroxyapatite with fluoride varnishes offers clinical application opportunities. In addition to desensitizing effects products of oral care must meet more demands. The results show that a combination of highly concentrated fluorid varnish with nano-hydroxyapatite leads to an occlusion of dentin tubule and, therefore, there is a potential in desensitizing therapy. Products of oral care shall fulfil requirements to caries prophylaxis and erosion protection. This in vitro study can serve as a basis for further studies to examine the stability of the occlusion under oral conditions. We could show that experimental mixtures of nano-hydroxyapatite have an impact on exposed dentin of the cervical region and opened dentin tubules.