Klinischer Effekt biomimetischer Mineralisation bei Approximalkaries

In der westlichen Welt ist die Karieshäufigkeit in den letzten Jahrzehnten bei Anwendung klassischer Kriterien (DMF/dmf) deutlich zurückgegangen. Dennoch ist sie nach wie vor ein ungelöstes Problem, was z. B. mit einem Wert von über 50 % bei deutschen 12-Jährigen deutlich wird [21]. Hinzu kommt eine deutlich Polarisierung mit 61,1 % der Karieserfahrung bei nur 10,2 % der Probanden [21]. Initiale, nichtkavitierte Läsionen sind zudem mit DMF/dmf-Kriterien nicht messbar. Daher könnte die tatsächliche Anzahl kariöser Läsionen im Vergleich zu früheren Jahrzehnten unverändert hoch sein [6, 7].

Neben okklusalen sind approximale Flächen bleibender Zähne am häufigsten betroffen. So traten in einer schwedischen Gruppe prophylaktisch intensiv betreuter 12- bis 15-Jähriger flächenbezogen 4,3 % neue Schmelzläsionen pro Jahr auf [17]. Die jährliche Rate der Läsionen, die sich von der Schmelz-Dentin-Grenze in die äußere Dentinhälfte ausgebreitet hatten, lag in derselben Altersgruppe bei 32,5%. Sobald ein kariöser Prozess das Dentin erreicht, muss mit einer schnelleren Ausbreitung des kariösen Defekts in Richtung Pulpa gerechnet werden [4]. Die meist aus Kunststoffen oder Keramik bestehenden Restaurationen müssen laufend repariert oder erneuert werden und die Prognose wird mit zunehmender Füllungsgröße schlechter [27]. Die weltweiten Kosten einer mechanisch orientierten Kariesversorgung sind erheblich und die gesundheitlichen Folgen betreffen überwiegend sozial benachteiligte Bevölkerungsgruppen [23].

Um die Kariesinzidenz zu senken, wird der Einsatz von Fluoriden als Goldstandard seit Jahrzehnten intensiv erforscht [14, 24]. In einer systematischen Literaturübersicht wurde für systemisch und lokal wirkende Fluoride ein primärer kariespräventiver Effekt zwischen 22% und 29 % festgestellt [9]. Die lokale Wirkung von Fluoriden kommt vor allem bei aktiven Initialläsionen zum Tragen [22]. Hier ist bereits eine Demineralisierung vorhanden und die Fluoride wirken entsprechend sekundär präventiv [10]. Da kariöse Demineralisation ein dynamischer Prozess ist, lassen sich primäre und sekundäre Wirkungen nicht eindeutig trennen. Die therapeutisch wirksame Fluoridkonzentration ist, auch bei hochkonzentrierten Produkten für die professionelle Anwendung, maximal für 24 h gegeben [5]. Bei erhöhtem Risiko und Verschiebung der oralen Balance in Richtung Karies werden daher zusätzliche Maßnahmen wie intraorale Träger mit kontrollierter Fluoridabgabe oder antimikrobielle Substanzen empfohlen [7, 8].

Mithilfe in letzter Zeit eingeführter remineralisierender Produkte soll die Kariesbalance ebenfalls günstig beeinflusst und damit verhindert werden, dass kariöse Läsionen entstehen oder fortschreiten. So wurde für die Wirkstoffkombination Kaseinphosphopeptid/amorphes Kalziumphosphat (CPP/ACP, Recaldent™, GC Europe, Leuven, Belgien) ein kariesprotektiver Effekt bei Initialläsionen gezeigt [3, 28]. Da Kalzium und Phosphat bei gesunden Patienten in gesättigter Konzentration, bei vermindertem Speichelfluss aber nur begrenzt verfügbar sind, könnte diese Wirkung vor allem bei Patienten mit Hyposalivation zum Tragen kommen [7].

Der remineralisationsfördernde Effekt von Fluoriden und die Wirkung remineralisierender Substanzen beschränkt sich i.d.R. auf die äußere hypermineralisierte Schicht, unter der der kariös bedingte Abbau von Mineralen stattfindet [1]. Wünschenswert ist jedoch nach aktuellen Einschätzungen, dass auch tiefere Schichten durch Einlagerung von Mineralen stabilisiert werden [3, 25]. Idealerweise sollte dadurch nicht nur die Progression der Läsionen gestoppt, sondern eine in der Tiefe messbare Rückentwicklung erreicht werden.

Mithilfe konventioneller Schmelz-Dentin-Adhäsive lassen sich initialkariöse Approximalflächen nach forcierter Separation mit Keilen versiegeln [15]. Diese Methode verhindert das Fortschreiten der Läsion über einen Zeitraum von 3 Jahren signifikant wirksamer, als wenn keine Behandlung durchgeführt wird [16]. Die Auswertung der Ergebnisse erfolgte anhand direkter Bewertung von Bissflügelaufnahmen und Subtraktionsradiographie.

Alternativ steht die Infiltration mit einem speziellen dünnflüssigen Kunststoff zur Verfügung, der sowohl approximal als auch auf Glattflächen anwendbar ist (Icon, DMG, Hamburg) [18]. Nach Vorbehandlung der Schmelzoberfläche mit Salzsäure wird die aufgelockerte Schmelzstruktur von dem Kunststoff durchdrungen. In einer kontrollierten Studie unter universitären Bedingungen konnte gezeigt werden, dass radiologisch nach 3 Jahren nur eine von 26 Läsionen fortgeschritten war [19]. Die hypermineralisierte Schmelzoberfläche wird durch die Salzsäure bis zu einer Tiefe von ca. 40 µm und damit in den meisten Fällen annähernd vollständig abgetragen [20]. Zudem dringt der Kunststoff im Gegensatz zu Fissurenversiegelungen in den Schmelz ein. Daher ist die Kunststoffinfiltration als minimal- oder mikro-invasive Behandlung einzustufen.

Seit dem Jahr 2012 steht mit der biomimetischen Mineralisation eine neue Methode für die Behandlung von Initialkaries zur Verfügung, die ohne Kunststoffe auskommt. Mithilfe eines sich selbst organisierenden, organischen Moleküls („self-assembling peptide“, SAP) wird eine Neubildung von Schmelzkristallen im Defekt gesteuert (Curodont Repair, credentis, Windisch, Schweiz) [12]. Das im Produkt enthaltene Peptid (P11-4) wird in wässriger Lösung auf den mit 35 %iger Phosphorsäure (Ätzgel, Orbis Handel GmbH, Münster, Deutschland) geätzten, oberflächlich intakten Schmelz aufgetragen und dringt in den Läsionskörper ein (Abb. 1). Dort baut es in wenigen Minuten sich selbst organisierend eine biologische Matrix auf (Abb. 2). Dieses dreidimensionale Netzwerk besitzt eine hohe Affinität zu Kalzium- und Phosphationen. Im Verlauf der folgenden Wochen und Monate ermöglicht es die Mineralisation der frühen Karies bis in die Tiefe durch Neubildung von naturanaloger Zahnhartsubstanz aus Kalzium- und Phosphationen aus dem Speichel, was an einem erhöhten Mineralgehalt ablesbar ist [12].

Nach In-vitro-Daten findet damit erstmals ein Remineralisation in der Tiefe des Defekts statt [11]. Die klinische Wirksamkeit der Methode wurde bereits in einer Pilotstudie an der Universität Leeds gezeigt [2]. Die Größe von White-Spot-Läsionen konnte darin über einen Zeitraum von 30 Tagen signifikant reduziert werden und war für 6 Monate stabil. Gleichzeitig wurden die Läsionen im Vergleich zum Ausgangsbefund als signifikant verbessert bewertet (verblindetes Verfahren, keine Kontrollgruppe). Die vorliegende Publikation beschreibt – als Zwischenbericht einer auf 1 Jahr angelegten Studie – die Wirkung der biomimetischen Mineralisation bei Anwendung in approximalen Initialläsionen unter Praxisbedingungen nach 6 Monaten.

Die prospektive, unkontrollierte Studie wurde gemäß ISO 14155:2011 und nach den Vorgaben der Deklaration von Helsinki durchgeführt. Sie wurde durch die Freiburger Ethik-Kommission International genehmigt (FEKI, Code 012/1035).

Die Studiengruppe, rekrutiert als konsekutive Fallserie, umfasste zu Beginn 25 Patienten der Praxis Dr. Markus Schlee, mit je einer oder mehreren unbehandelten approximalen Initialläsionen. Bei der Zwischenauswertung nach 6 Monaten standen 21 Patienten (durchschnittliches Alter 35 Jahre; 9 männlich, 12 weiblich) mit insgesamt 26 Läsionen zur Verfügung.

Als primärer Endpunkt der Untersuchung wurde die radiologische Veränderung gegenüber dem Ausgangsbefund nach Ablauf von 6 und 12 Monaten festgelegt (definitive Auswertung). Als sekundärer Endpunkt diente für die vorliegende Zwischenauswertung die Ausdehnung der Läsion in Schmelz und Dentin [15].

Der durchschnittliche DMF-T der Probanden betrug 9,0 ± 4,9. Die 26 Läsionen wurden zu Beginn (Zeitpunkt D0) nach radiologischer Flächenausdehnung den Kategorien äußere (E1) oder innere (E2) Schmelzhälfte oder äußeres Dentindrittel (D1) zugeordnet (E1: 5 Läsionen, E2: 20 Läsionen, D1: 1 Läsion, s. Abb. 5 b, [15]). Hierfür wurden mithilfe von individualisierten Röntgenfilmhaltern (Rinn, Dentsply DeTrey, Konstanz) standardisierte digitale Bissflügel- und intraorale Einzelfilmaufnahmen erstellt und ausgewertet.

Alle Läsionen wurden zu Beginn (Zeitpunkt D0) mit dem Inhalt von je 1 Ampulle des Testprodukts in 50 µl wässriger Lösung (Curodont Repair) behandelt (Abb. 3). Hierfür wurde der Defektbereich zunächst mit Kofferdam oder Speichelabsorbern (Dry Tips, Mölnlycke Health Care, Göteborg, Schweden) trockengelegt (Assistenz) und mit Finierstreifen (Epitex Extra Fine, GC Europe, Leuven, Belgien) vorgereinigt. Nach Separation des Interdentalraums mit einem Holzkeil wurden organische Ablagerungen mit 2 %igem Natriumhypochlorit (NaOCl) abgewaschen (Abb. 3 a) und die Flächen für 20 s mit 35 %iger Phosphorsäure geätzt (Abb. 3 b). Die Säure wurde schließlich gründlich mit Wasserspray abgespült (Abb. 3 c) und mit komprimierter Luft getrocknet. Die Testsubstanz wurde dann je 2-mal mit der dafür vorgesehenen Kanüle interdental appliziert (Abb. 3 d). Zwischen der ersten und zweiten Applikation wurde eine Einwirkzeit von jeweils 2,5 min eingehalten, nach der zweiten von 5 min.

Nach Ablauf von 6 Monaten (D180) wurden erneut Röntgenaufnahmen mithilfe der vorhandenen individualisierten Filmhalter erstellt.

Die Bilder wurden vor der Bewertung paarweise auf Kontrast und Helligkeit kalibriert (Software ImageJ; Version 1.47k, Wayne Rasband, NIH, USA). Abweichungen zwischen den Röntgenbildern vom Ausgangsbefund (D0) und nach 180 Tagen (D180), die eine Beurteilung behindern konnten, mussten ausgeglichen werden.

Die klinische Bewertung der Röntgenbilder, die vorher am Tag der Bewertung kalibriert wurden, erfolgte durch 3 Untersucher (FR, TS und TH). Die Bewerter waren hinsichtlich des Aufnahmezeitpunkts der Röntgenbilder (D0 und D180) verblindet. Der Gesamteindruck der radiologischen Veränderungen (primärer Endpunkt) und die Flächenveränderungen (sekundärer Endpunkt) wurden durch paarweisen, randomisierten Vergleich von verblindetem Ausgangs- und Endbefund beurteilt.

Als Bewertungskategorien für den Gesamteindruck standen die Begriffe unverändert (Punktezahl 0), rückgehend (+ 1) oder fortschreitend (− 1) zur Verfügung. Betrug die Summe aus den drei Einzelauswertungen + 3 oder + 2, wurde die Läsion final der Kategorie rückgehend zugeordnet, betrug die Summe + 1 oder 0 oder − 1, der Kategorie unverändert, betrug sie − 2 oder − 3, der Kategorie fortschreitend.

Beim sekundären Endpunkt (Flächenveränderung) ordneten die drei Untersucher die Läsionen im Konsensverfahren wie an der Baseline den Kategorien E0, E1, E2 oder D1 zu [15]. Die Auswertung beider Endpunkte erfolgte nach Entblindung durch eine weitere Person.

Hinsichtlich der Indikation Initialkaries lassen sich Fluoridierung, Versiegelung und Kunststoffinfiltration am ehesten mit der biomimetischen Mineralisation vergleichen. Fluoride hemmen in Abhängigkeit vom pH-Wert die Entkalkung und fördern die Remineralisation mit im Speichel vorhandenem Kalzium und Phosphat an der Oberfläche [26]. Dieses Wirkprinzip von Fluoriden wird auch als anorganisch-chemisch bezeichnet [6]. Dagegen ist bei der biomimetischen Mineralisation mit den selbstorganisierenden Peptiden zusätzlich eine organische Komponente wirksam. Die Bildung der Biomatrix mit Einlagerung von Mineralen imitiert die Vorgänge bei der Schmelzentstehung und ähnelt daher einem regenerativen Vorgang [12]. Um den Zugang zum Läsionskörper zu ermöglichen, muss die Schmelzoberfläche mit Phosphorsäure vorbehandelt werden. Starke Säuren oder Kunststoffe kommen nicht zum Einsatz.

Approximale Versiegelung und Kunststoffinfiltration sind an die chemisch-mechanische Adhäsivtechnik mit Kompositen angelehnt. Für beide Verfahren konnte im günstigen Fall eine Stabilisierung des Ausgangsbefunds gezeigt werden [15, 16, 19]. Das bedeutet, dass die verwendeten Adhäsive und Kunststoffe ein weiteres Fortschreiten der Karies verhinderten. Eine Remission im Sinne einer Wiederherstellung der Schmelzstruktur ist schon methodisch bedingt nicht möglich. Andererseits war bei beiden Methoden der Anteil fortschreitender Läsionen im Vergleich zur biomimetischen Mineralisation geringer [16, 19].

Die klinische Sicherheit der biomimetischen Mineralisation wurde bereits in einer klinischen Studie dokumentiert [2]. Dabei wurden zwei Fälle von Dentinüberempfindlichkeit registriert, die möglicherweise auf die Reinigungsschritte zurückzuführen sind. In der vorliegenden Studie waren keine Nebenwirkungen und keine vorübergehende Dentinüberempfindlichkeit festzustellen.