Aus der Abteilung
Zahnerhaltung und Parodontologie Kommissarischer Direktor: Prof. Dr. H. Günay
Zentrum Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde der Medizinischen Hochschule Hannover
Kariesexkavation mit
Polymer-Instrumenten im Vergleich zu Hartmetall-Rosenbohrern
Dissertation
zur Erlangung des Doktorgrades der Zahnheilkunde
in der Medizinischen Hochschule Hannover
vorgelegt von Ruven Kleine
aus Minden
Hannover 2005
Angenommen vom Senat der Medizinischen Hochschule Hannover am 11.04.2006 Gedruckt mit Genehmigung der Medizinischen Hochschule Hannover
Präsident: Prof. Dr. Dieter Bitter-Suermann
Betreuer der Arbeit: Prof. Dr. Hüsamettin Günay / Dr. Reinhard Schilke Referent: Priv.-Doz. Dr. Dr. Oskar Bauß
Korreferent: Priv.-Doz. Dr. Florian Gunzer Tag der mündlichen Prüfung: 11.04.2006
Promotionsausschussmitglieder: Prof. Dr. Harald Tschernitschek / Prof. Dr. Bernhard Panning / Priv.-Doz. Dr. Matthias Fink
In Gedenken an Opa Inge Familie und Freunden gewidmet
INHALTSVERZEICHNIS
Seite
1. EINLEITUNG...1
Grundlagen 1.1 Struktur und Funktion des normalen Dentins ... 1
1.2 Schichtung des kariösen Dentins ... 4
1.3 Härte des normalen und kariösen Dentins ... 8
1.4 Fluoreszenz der Zahnhartsubstanzen ... 13
Kariestherapie 1.5 Exkavation der Dentinkaries... 16
1.5.1 Kariesexkavation mit Hartmetall-Rosenbohrern ... 16
1.5.2 Methoden der selektiven Kariesexkavation ... 18
1.5.2.1 Kariesdetektoren ... 19
1.5.2.2 Chemomechanische Kariesexkavation ... 21
1.5.2.3 Fluoreszenz-unterstützte Kariesexkavation ... 22
1.5.2.4 Sonstige minimal invasive Methoden der Kariesexkavation... 22
1.6 Kavitätendesinfektion ... 24
1.7 Dentinadhäsive... 25
1.8 Vorstellung der Polymer-Instrumente unter besonderer Berücksichtigung der Herstellerempfehlungen ... 27
1.9 Zielsetzungen der Untersuchung... 30
2. MATERIAL UND METHODEN...31
2.1 Darstellung von Material und Methoden im chronologischen Verlauf der Versuchsreihe... 31
2.1.1 Untersuchungsgut ... 31
2.1.2 Lagerung, Vorbereitung und Fotografie der Proben... 32
2.1.3 Ermittlung der Grenze der kariösen Läsion mit Hilfe der konfokalen Laser Scanning Mikroskopie ... 35
2.1.4 Verteilung der Proben auf die Versuchsgruppen ... 38
2.1.5 Kraftmessung während der Exkavation ... 40
2.1.6 Exkavation ... 42
2.1.7 Fotografie der Proben und Auswertung der konfokalen Laser Scanning Mikroskopie ... 43
2.1.8 Härteprüfung nach Knoop... 46
2.1.9 Rasterelektronenmikroskopische Untersuchung des Kavitätenbodens ... 48
2.2 Zielgrößen und Statistik ... 50
2.3 Kritik an Material und Methoden... 52
2.3.1 Untersuchungsgut ... 52
2.3.2 Lagerung, Vorbereitung und Fotografie der Proben... 52
2.3.3 Ermittlung der Grenze der kariösen Läsion mit Hilfe der konfokalen Laser Scanning Mikroskopie ... 54
2.3.4 Verteilung der Proben auf die Versuchsgruppen ... 55
2.3.5 Kraftmessung während der Exkavation ... 55
2.3.6 Exkavation ... 57
2.3.7 Fotografie der Proben und Auswertung der konfokalen Laser Scanning Mikroskopie ... 58
2.3.8 Härteprüfung nach Knoop... 59
3. ERGEBNISSE...61
3.1 Konfokale Laser Scanning Mikroskopie zur Ermittlung der Menge des verbliebenen autofluoreszierenden Dentins und des entfernten nicht autofluoreszierenden Dentins... 62
3.1.1 Exkavationstiefe... 63
3.1.2 Anteil des autofluoreszierenden Dentins am Kavitätenboden ... 66
3.1.3 Verhältnis vom verbliebenen autofluoreszierenden Dentin zum entfernten nicht autofluoreszierenden Dentin ... 68
3.2 Härteprüfung nach Knoop... 70
3.2.1 Härte der Kavitätenböden ... 70
3.2.2 Härte des normalen Dentins... 72
3.2.3 Ergebnisse der ersten Messreihe ... 73
3.3 Korrelation zwischen der Autofluoreszenz und der Härte des Dentins ... 75
3.4 Rasterelektronenmikroskopische Struktur der Kavitätenböden... 76
3.5 Kraftapplikation während der Exkavation ... 79
3.6 Anzahl der verbrauchten Polymer-Instrumente ... 87
3.7 Dauer der Exkavationen... 88
3.8 Verknüpfung der Untersuchungsergebnisse ... 90
3.8.1 Verknüpfungen ausgehend von der Autofluoreszenz des kariösen Dentins ... 90
3.8.2 Verknüpfungen ausgehend von der Härte der Kavitätenböden ... 91
3.8.3 Verknüpfungen ausgehend von der Kraftapplikation ... 92
3.8.4 Verknüpfungen ausgehend von der Anzahl der verbrauchten Polymer- Instrumente und der Exkavationsdauer... 92
4. DISKUSSION...94
4.1 Autofluoreszenz des kariösen Dentins ... 94
4.2 Härte der Kavitätenböden ... 101
4.3 Verwendung von Dentinadhäsiven bei kariös verändertem Dentin unter Berücksichtigung der rasterelektronenmikroskopischen Struktur des Kavitätenbodens... 112
4.4 Besonderheiten bei der Exkavation mit Polymer-Instrumenten ... 116
4.5 Schlussfolgerungen für das Exkavieren mit Polymer-Instrumenten... 119
4.6 Ausblick ... 120
5. ZUSAMMENFASSUNG...122
6. LITERATURVERZEICHNIS...125
7. ANHANG...148
8. ABBILDUNGSVERZEICHNIS...152
9. TABELLENVERZEICHNIS...154
DANKSAGUNG...156
LEBENSLAUF...158
ERKLÄRUNG...159
1. EINLEITUNG
1.1 Struktur und Funktion des normalen Dentins
Das Dentin ist neben dem Zahnschmelz und dem Wurzelzement eine der drei Zahnhart- substanzen. Während das Dentin von den Odontoblasten, die mesektodermaler Herkunft sind [218], gebildet wird, stammt der Zahnschmelz vom Ektoderm ab. Dessen Matrix wird von den Ameloblasten gebildet, die nach der Eruption des Zahnes verloren gehen.
Der Zahnschmelz umgibt das Dentin im koronalen Bereich des Zahnes und schützt es somit vor physikalischen, chemischen und biologischen Einflüssen aus der Mundhöhle.
Dieser Schutz kann bei Attrition, Abrasion, Erosion, keilförmigen Defekten, Frakturen und kariöser Zerstörung des Schmelzes verloren gehen. Seit mehr als 100 Jahren kann die Präparation mit rotierenden Instrumenten als iatrogener Faktor den bedeckenden Schmelzmantel entfernen [235]. Eine parodontale Rezession setzt das Wurzelzement den Einflüssen der Mundhöhle direkt aus. Das Zement ist im zervikalen Bereich mit weniger als 130 µm sehr dünn [281], wodurch das Dentin hier einem besonders großen Risiko ausgesetzt ist. Es kann durch einen kariösen Befall des Zements oder eine un- sachgemäße Mundhygiene frühzeitig freigelegt werden. Möglich ist jedoch ebenfalls, dass ein kleiner zervikaler Dentinbereich primär nicht von Zement bedeckt ist [181].
Seit langem ist bekannt, dass das Dentin sowohl entwicklungsgeschichtlich und struktu- rell als auch funktionell in engem Zusammenhang mit der Pulpa steht [237]. Daher werden beide als sogenannte Pulpa-Dentin-Einheit zusammengefasst. Wesentliches Kennzeichen dieser Einheit ist, dass die dentinbildenden Odontoblasten zeitlebens er- halten bleiben, das Pulpagewebe umschließen und ihre Fortsätze in das Dentin ein- strahlen [237]. Im Laufe der Odontogenese degenerieren sie – im Gegensatz zu den Tomesschen Fortsätzen der Ameloblasten – nicht, gewinnen mit der Bildung von Den- tin an Länge und ziehen durch die Dentinkanälchen bis zum Manteldentin an der Schmelz-Dentin- [92, 128, 129, 237, 272] bzw. Dentin-Zement-Grenze, wo es zu Ga- belungen kommt (Abb. 1.1). Die Odontoblastenfortsätze haben im Prädentin einen Durchmesser von 1 bis 3 µm, der pulpafern auf 0,5 bis 1 µm abnimmt. Im koronalen Dentin nimmt die Anzahl der Kanälchen und damit die der Odontoblastenfortsätze von
pulpanah etwa 21.300 auf 18.800 pro Quadratmillimeter zentral im Dentin ab [226].
Andere Autoren geben pulpanah mehr als 40.000 Dentinkanälchen pro Quadratmilli- meter an [55, 68, 199]. Nach lateral abzweigende Seitenäste, welche sich noch weiter aufzweigen, haben eine Dicke von unter 0,5 µm [129] und sind ebenfalls von peritubu- lärem Dentin umgeben.
Abb. 1.2 zeigt die physiologische Schichtung des Dentins. Das äußere, sogenannte Manteldentin, dessen Dicke je nach Autor mit bis zu 100 µm angegeben wird [16], ist geringfügig schwächer mineralisiert [180, 228] und dichter von Seitenästen der Odon- toblastenfortsäte durchzogen als die sich pulpawärts anschließende dickste Dentin- schicht, das zirkumpulpale Dentin. In diesen beiden Bereichen sind die Odontoblasten- fortsätze nicht nur vom periodontoblastischen Raum [69], sondern zusätzlich vom be- sonders homogenen, stärker mineralisierten und härteren peritubulären Dentin um- schlossen [95, 182, 228, 252, 266, 282] (Abb. 1.1, Abb. 3.7, S. 77, Abb. 3.8, S. 78). Es ist zwischen 0,5 und 2 µm dünn [95, 122, 237] und kann in vitalen Zähnen durch milde Reize zeitlebens, zum Teil bis zum völligen Verschluss des Dentinkanälchens gebildet werden [65, 69, 122]. Es macht nur einen geringen Anteil des gesamten Dentins aus.
Insbesondere die physikalischen Eigenschaften des Dentins werden in erster Linie vom sonstigen, intertubulären Dentin bestimmt. Nahe der Pulpa befinden sich zwei weitere dünne Dentinschichten: das Zwischendentin, welches die Mineralisationsfront darstellt, sowie das Prädentin, welches noch kaum mineralisiert ist [180] und direkt den Odonto- blasten anliegt.
Abb. 1.1. Schematische Darstellung eines Dentinkanälchens. Odontoblastenfortsatz und periodontoblastischer Raum füllen das Dentinkanälchen aus.
Zahn- schmelz
Intertubuläres Dentin
Manteldentin Odonto-
blasten- fortsatz Odontoblast mit Zellmembran
Pulpa
Zirkumpulpales Dentin Peritubuläres Dentin
Periodontoblastischer Raum
Seitenast des Odonto- blasten- fortsatzes
Zahn- schmelz
Intertubuläres Dentin
Manteldentin Odonto-
blasten- fortsatz Odontoblast mit Zellmembran
Pulpa
Zirkumpulpales Dentin Peritubuläres Dentin
Periodontoblastischer Raum
Seitenast des Odonto- blasten- fortsatzes
Dentin, das bis zum Abschluss des Wurzelwachstums entsteht, wird als Primärdentin bezeichnet. Anschließend regulär gebildetes Dentin heißt Sekundärdentin. Gegenüber dem Zahnschmelz hat Dentin mit 10 % des Nassgewichts sowohl einen größeren Anteil an Wasser als auch an organischer Substanz (20 %) [228, 237]. Diese setzt sich wie- derum zu etwa 90 % aus Kollagen vom Typ I und des Weiteren aus Glykoproteinen (vor allem Phosphoproteinen), Gla-Proteinen (γ-Carboxyglutaminsäure-Proteinen), Proteoglykanen sowie Glykosaminoglykanen zusammen [142, 158]. Die anorganische Komponente (70 % des Dentins) besteht wie im Zahnschmelz vorwiegend aus Apatit- kristallen [237].
Das Dentin hat neben seiner offensichtlichen Funktion als Stützgewebe die Eigenschaft, aktiv auf äußere Reize reagieren zu können. Diese Reaktion ist an die Vitalität des Zahnes, d. h. eine intakte Pulpa-Dentin-Einheit gebunden. Reize können zu einer ver- stärkten Syntheseleistung der Odontoblasten führen [127]. Die posteruptive Bildung der Dentinmatrix hat eine Verdickung des peritubulären Dentins und die Bildung von Terti- ärdentin zur Folge. Daher sind beide Phänomene besonders im Alter nachweisbar [242].
Im Falle einer Karies kann es im Rahmen dieser Reaktion zu einer typischen Schichtung des Dentins kommen (s. Abschnitt 1.2, nächste Seite).
Im Folgenden wird deutlich, dass eine unstrittige Differenzierung zwischen gesundem und krankem, bzw. erhaltungswürdigem und entfernungsbedürftigem Dentin auch nach
Abb. 1.2. Schematische Darstellung der Schichtung des normalen Dentins.
Zahnschmelz
Odontoblastensaum Pulpa Schichtung
des Dentins
Pulpa-Dentin-Grenze
Dentinkanälchen Schmelz-Dentin-Grenze Manteldentin Zirkumpulpales Dentin Zwischendentin Altes Prädentin Junges Prädentin Zahnschmelz
Odontoblastensaum Pulpa Schichtung
des Dentins
Pulpa-Dentin-Grenze
Dentinkanälchen Schmelz-Dentin-Grenze Manteldentin Zirkumpulpales Dentin Zwischendentin Altes Prädentin Junges Prädentin
Jahrzehnten der experimentellen und klinischen Kariesforschung nicht getroffen werden kann. Daher wird in dieser Arbeit statt von gesundem ausschließlich von normalem Dentin gesprochen. Diese Bezeichnung orientiert sich an der Mehrzahl der Veröffentli- chungen [u. a. 9, 26, 37-40, 52, 64, 77, 112, 122, 151, 166, 169, 184-189, 192-194, 198, 223, 228, 232, 275, 277-279, 282] und bezeichnet ein Dentin, dessen Struktur in keiner Weise durch einen pathologischen Prozess verändert oder infolge eines äußeren Reizes gebildet wurde.
1.2 Schichtung des kariösen Dentins
Karies ist mit Ausnahme der initialen Schmelzkaries als irreversibler Verlust von Zahn- hartsubstanz zu verstehen [229]. Vor allem bei der Dentinkaries ist sie eine Kombi- nation aus Demineralisation und nachfolgender Proteolyse [123], die einer bakteriellen Invasion voraus gehen [81]. Die physiologischen Strukturen des Dentins werden zer- stört. Karies kann im zervikalen Bereich eines Zahnes als Wurzeloberflächenkaries ebenso wie im koronalen Bereich als Fissuren-, Approximal- oder Glattflächenkaries vorkommen, wobei – sofern noch vorhanden – zunächst der Zahnschmelz geschädigt wird. Voraussetzung ist eine Plaque [254], die einen Angriff von mikrobiellen Säuren und Enzymen auf die Zahnhartsubstanzen verursacht. Mit dem Vordringen des kariösen Prozesses durch den Schmelz kommt es bereits zu aktiven zellulären, defensiven Reak- tionen der Pulpa-Dentin-Einheit [24, 138]. Eine Kavitation des Schmelzmantels ist da- für nicht erforderlich. Nach Karjalainen und Le Bell ist bei einer frühen Dentinläsion die Enzymsynthese der Odontoblasten maximal verstärkt. Bei einer fortgeschrittenen Läsion ist sie auch im Vergleich zu einem gesunden Zahn deutlich verringert [127]. Je nachdem, ob es sich um eine aktive, d. h. schnell fortschreitende, eine chronische oder eine arretierte kariöse Läsion handelt, liegt eine charakteristische Schichtung des Den- tins vor (Abb. 1.3). Trotz der Abwehrleistungen breitet sich die Karies im Dentin durch dessen Permeabilität und geringeren Mineralisationsgrad schneller aus als im Zahn- schmelz [229].
Nach der Kavitation des Zahnschmelzes ist das Dentin signifikant stärker infiziert, eine Regression der Karies nicht mehr möglich, und die Indikation für eine Füllungstherapie ist gegeben [58, 136, 163, 210]. Von einigen Autoren wird jedoch schon die röntgeno- logisch sichtbare Demineralisation des Dentins als Indikation angesehen [269]. Im Falle einer Kavitation entsteht ohne zahnärztliche Intervention als oberste Schicht der Den- tinkaries schnell ein nekrotischer Bereich mit vollständig zerstörtem Gewebe. Er bein- haltet zahlreiche Bakterien, welche von hier aus in die nächst tiefere Schicht penetrie- ren. Die bakteriellen Säuren können durch ihre molekulare Größe weiter pulpawärts vordringen als die Mikroorganismen selbst [141]. Diese Säuren verursachen die Zone der Demineralisation. Sie ist partiell erweicht, aber nicht infiziert. Vor einer Kavitation dringen nur sehr wenige Bakterien durch den porösen, kariösen Zahnschmelz und erreichen maximal die Schmelz-Dentin-Grenze [210, 253]. Die schlechten Nährstoff- bedingungen scheinen in diesem Fall eine Proliferation der Bakterien und ein weiteres Fortschreiten zu verhindern. Bis zur Kavitation stellt die Zone der Demineralisation folglich die oberste Schicht der Dentinkaries dar, weil die mikrobiellen Säuren auch durch den Zahnschmelz bis zum Dentin diffundieren können. Bei den Säuren handelt es sich zu über 90 % um Milch-, Essig- und Propionsäure [110]. Erst durch die Auflösung der anorganischen Bestandteile des Dentins wird die organische Matrix gegenüber einem Angriff von bakteriellen Proteinasen empfindlich und zerstört [42, 280]. Auch die Säuren können jedoch die Kollagenmatrix denaturieren und auflösen [81, 142].
Abb. 1.3. Schematische Darstellung der histologisch differenzierbaren Schichten einer Dentin- karies. Grafiken modifiziert nach Silverstone et al. [237].
Schmelzkaries
Zone der Demineralisation Zone der Nekrose
Zone der Penetration
Zone der dead tracts Zone der Transparenz Normales Dentin Tertiärdentin
Mögliche Schichtung einer kariösen Läsion:
Schichtung nach der Kavitation Schichtung vor
der Kavitation
Schmelzkaries
Zone der Demineralisation Zone der Nekrose
Zone der Penetration
Zone der dead tracts Zone der Transparenz Normales Dentin Tertiärdentin
Mögliche Schichtung einer kariösen Läsion:
Schichtung nach der Kavitation Schichtung vor
der Kavitation
Die folgenden Zonen sind Ausdruck der Reaktion der Pulpa-Dentin-Einheit und werden insbesondere bei langsam fortschreitenden oder arretierten Läsionen nachgewiesen [24, 282]. Infolge der Zerstörung von peripheren Teilen der Odontoblastenfortsätze bleiben leere Dentinkanälchen zurück, die sogenannten dead tracts [67]. Sie sind permeabler als normales Dentin und gegenüber einer bakteriellen Penetration besonders anfällig [71, 193, 195, 229, 248, 254]. Diese Zone wird mit der weiteren mikrobiellen Invasion im- mer kleiner bis sie letztendlich verschwindet. Alle genannten kariösen Dentinschichten können verfärbt sein und in diesem Falle als sogenannte discolored layer zusammenge- fasst werden [83, 272] (s. Abb. 1.4, S. 10). Kleter sieht als Hauptursache dieser Ver- färbung die Maillard Reaktion, bei welcher von Bakterien produzierte Aldehyde mit Proteinen reagieren und farbige Reaktionsprodukte entstehen [141]. Nach zentral schließt sich die Zone der Transparenz an, die ebenfalls als transluzente Zone bezeich- net wird [81]. Sie erscheint im histologischen Schliffpräparat bei Durchlicht hell [229].
Dem liegt eine Ausfällung von Calcium-Phosphat-Salzen in den Dentinkanälchen, insbesondere als Whitlockit- [81, 83, 122] und Apatitkristalle [122] zugrunde, welche bis zur Obliteration der Kanälchen fortschreiten kann [24, 31, 59, 122, 169, 237, 282].
Dabei wird verstärkt peritubuläres Dentin gebildet und sowohl der periodontoblastische Raum als auch der Odontoblastenfortsatz selbst mineralisiert [70, 182, 193]. Die Permeabilität und die Lichtbrechung des Gewebes werden reduziert [65]. Da kaum vitale Odontoblastenfortsätze mehr vorhanden sind, ist hier in vielen Fällen auch ohne Anästhesie eine schmerzlose Präparation möglich. Bei einer schnellen Progression der Karies ist diese Schicht jedoch nicht oder nur geringfügig ausgebildet [191]. Vielfach wird davon ausgegangen, dass die Sklerosierung der Dentinkanälchen keine vitale Reaktion, sondern eine rein passive Ausfällung der Calcium-Phosphat-Salze ist [31, 191]. Einzelne Autoren [9, 13, 169, 282] benennen in Anlehnung an Ogawa et al. [193]
gesondert eine darunter liegende subtransparente Zone von eingeschränkter Transpa- renz, welche nach Yamada et al. [272] als semitransparent bezeichnet wird. Sie ist die am weitesten pulpal gelegene Schicht, in der noch eine kariesbedingte Demineralisation stattfindet [193].
Bei einer moderaten Tiefe der kariösen Läsion befindet sich vor der Pulpa eine Schicht normalen Dentins. Vor allem bei einer arretierten oder langsam fortschreitenden Karies
wird diese durch Tertiärdentin (Reizdentin) ergänzt [157]. Neben der Bildung der dead tracts, der tubulären Sklerose und der Bildung von Tertiärdentin kann die Pulpa-Dentin-Einheit mit einer Pulpitis auf eine Karies reagieren [229].
Nach den Erkenntnissen von Bowden et al. ist Streptococcus mutans für die Kariesiniti- ation im Zahnschmelz verantwortlich und nicht für die Kariesprogression im Den- tin [29]. Hier verläuft die bakterielle Invasion in zwei Wellen [99, 174, 229]: Einer Frontwelle aus obligat und fakultativ anaeroben, vor allem azidogenen und grampositi- ven Stäbchenbakterien wie Laktobazillen [23, 166] schließt sich eine übergangslos folgende zweite Welle aus fakultativ anaeroben Bakterien an. Diese synthetisieren eine größere Zahl proteo- und hydrolytischer Enzyme. Nach Torii et al. [257] verbleiben bei einer Kariesexkavation vorwiegend obligat anaerobe Keime.
Fusayama orientierte sich bei der Suche nach einer geeigneten Differenzierung von Kariesschichten an einem Ziel, bei welchem das histopathologische Erscheinungsbild von untergeordneter Bedeutung war. Für ihn stand im Vordergrund, eine klinisch rele- vante Einteilung in entfernungsbedürftiges und erhaltungswürdiges Dentin zu fin- den [83]. Daraus resultierte eine Unterscheidung von nur zwei Schichten: eine äußere, bakteriell infizierte Schicht (infected layer) und eine innere, kariös veränderte Schicht mit vitalen Odontoblastenfortsätzen (affected layer, s. Abb. 1.4, S. 10) [77, 81, 195, 272]. Das einzig wichtige Kriterium bei der Differenzierung der zwei Schichten ist, dass die affected layer eine noch intakte organische Matrix aufweist [81, 195]. Sie kann bei einem vitalen Zahn mit funktionstüchtiger Pulpa remineralisieren [22, 23, 82, 116, 128, 156, 166, 178] und sollte erhalten werden [12, 82]. Die Grenze zwischen den beiden Schichten ist folglich durch den Übergang vom Bereich der unversehrten zum Bereich der irreversibel defekten Dentinmatrix definiert, welcher noch in hohem Maße von den in die Tiefe vordringenden bakteriellen Säuren und Enzymen erreicht wurde. Die innere Schicht weist eine deutlich höhere Zahl an Querverbindungen zwischen den Kollagen- fasern [195] und mehr kollagene Vorläufermoleküle auf [147]. Eine Kollagendestruk- tion findet nur in geringem Maße statt, obwohl extrazelluläre bakterielle Enzyme prin- zipiell in diese Schicht diffundieren könnten und, wenn sie nicht selbst eine Kollage- naseaktivität besitzen, latente Kollagenasen aktivieren können. Klont und ten Cate ver-
muten, dass dies entweder durch die Bindung der Enzyme an die Bakterien bedingt ist, dass der noch vergleichsweise hohe Mineralgehalt die Dentinmatrix schützt, oder dass dieser Mineralgehalt die Aktivität der Enzyme stört [142].
Der Übergang auf die kariös veränderte Schicht findet noch im Bereich des verfärbten Dentins statt, dessen Grenze bei chronischer Karies minimal 0,05 mm und bei akuter Karies maximal 1,75 mm näher an der Pulpa liegt als die Front der bakteriellen Inva- sion [75, 220]. Die verfärbte Dentinschicht ist somit Teil der äußeren und der inneren Kariesschicht. Nach dieser Ansicht ist eine Entfernung des gesamten verfärbten Dentins aus therapeutischer Sicht nicht notwendig und gleichbedeutend mit einer Überexkavation. Die äußere Schicht kann wegen ihrer defekten Kollagenmatrix durch einen Kariesdetektor angefärbt werden [194]. In den ersten Arbeiten von Fusayama et al. wurde 0,5%iges basisches Fuchsin in Propylenglykol verwendet [77].
Aufgrund der – wenn auch nur in höheren Konzentrationen – karzinogenen Potenz des basischen Fuchsins [207, 273], wurde dieses später durch 1%iges Säurerot ersetzt (Caries Detector®, Kuraray, Osaka, Japan) [78-80, 83]. Es färbt die Karies durch eine schwächere Bindung am Substrat weniger stark [275]. Die von Fusayama vorgenom- mene Einteilung in eine affected (inner) und eine infected (outer) layer wird inzwischen von vielen Autoren akzeptiert bzw. übernommen [z. B. 9, 12-14, 19, 26, 27, 37-40, 47, 52, 72, 94, 100, 112, 113, 138, 139, 149, 152, 167, 169, 184-189, 223, 225, 232, 238, 274-279, 282]. Dessen ungeachtet wird die Eignung des Detektors für eine minimal invasive Kariesentfernung kontrovers diskutiert (s. Abschnitt 1.5.2.1, S. 19).
1.3 Härte des normalen und kariösen Dentins
Die Ermittlung der Härte des Dentins ist eine verbreitete Methode, um in vitro zwischen normalem und kariösem Dentin zu unterscheiden, da eine Korrelation zwischen dem pH-Wert, dem Mineralisationsgrad und der Härte des Dentins besteht [112, 121, 178, 231, 233, 252, 255, 282]. Härte und Mineralisationsgrad unterliegen insbesondere im nicht bakteriell penetrierten, kariösen Bereich einem großen Gradienten [71]. Die Härte ist „der Widerstand, den ein Werkstoff beim Eindringen eines harten Körpers von
festgelegter geometrischer Gestalt, der mit einer festgelegten Kraft [...] aufgebracht wird, entgegensetzt“ [50]. Für die Bestimmung dieser physikalischen Eigenschaft stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, z. B. die der Ritz- oder Mikrohärteprü- fungen [30, 192, 208].
Mikrohärteprüfungen gelten als übliche Methode für die Härteprüfung von Zahnsub- stanzen. Der Mineralisationsgrad kann hiermit quantitativ [117] und objektiv [264] er- mittelt werden. Etabliert hat sich das 1939 beschriebene, besonders sensitive Verfahren nach Knoop et al. [144] – im Folgenden, wie allgemein üblich, lediglich nach Knoop bezeichnet. Bei dieser Methode wird ein pyramidaler Diamant (Abb. 2.10, S. 47) für eine bestimmte Zeit, die in Abhängigkeit vom verwendeten Gerät variiert, auf die Ober- fläche des Prüfkörpers abgesenkt und ruhen gelassen. Je größer dabei der Eindruck des Prüfkörpers wird, desto geringer ist die Härte des Materials. Das Verfahren nach Knoop hat sich gegen eine Reihe anderer durchgesetzt. So gibt es beispielsweise nur wenige Veröffentlichungen, welche die Dentinhärte nach Vickers angeben. Die Härteprüfung nach Vickers unterscheidet sich durch die Form des Diamanten, wodurch die Härtegrade im Falle des Dentins weniger als fünf Prozent größer als bei der jüngeren Methode nach Knoop sind [144].
Für die Härte nach Knoop (HK) von normalem Dentin sind zahlreiche Daten veröffent- licht worden. Tab. 4.1 (S. 106) zeigt eine Auswahl von Studienergebnissen, deren Werte meist in einem Bereich von etwa 60 HK für Dentin der zweiten Dentition liegen. Trotz- dem gibt es Unterschiede der Dentinhärte innerhalb jedes Zahnes, was in Anbetracht eines natürlichen Gewebes und daher inhomogenen Materials nicht verwundert. Gegen- über Bereichen mittig im Dentin ist es nahe der Schmelz-Dentin-Grenze weicher [9, 169, 176, 252, 266]. Beispielsweise beträgt die Härte laut Fusayama et al. hier 56,8 HK [75] und laut Craig et al. 52 bis 56 HK [46]. Letztere geben als Ursache neben dem geringeren Mineralisationsgrad [275, 252] die vielen Aufzweigungen der Dentin- kanälchen an. Auch pulpanahe Bereiche sind weicher [9, 76, 112, 113, 169, 230, 252].
Dies wird vor allem auf die dichter gelagerten und großlumigen Dentinkanälchen zurückgeführt [201, 272]. Der geringe Mineralisationsgrad [275] ist dabei ebenfalls von entscheidender Bedeutung [46]. Durch Fusayama et al. wurden hier Härtegrade
von 23,3 HK [75], durch Craig et al. von 34 HK [46] und durch Johnson von 37 bis 43 HK [121] nachgewiesen (siehe hierzu (1) in Tab. 4.1, S. 106). Auch nahe am Wurzel- kanal [41] sowie zervikal ist eine geringere Härte zu verzeichnen [109, 113].
Kariöses Dentin ist weicher als normales Dentin [109]. Mineralgehalt und Härte nehmen in Richtung der Oberfläche der Läsion ab [9, 75, 112, 171, 230, 234, 272, 282].
Im klinischen Alltag wird dies oft zum Anlass genommen, bei der Kariesentfernung kariöses und normales Dentin mit einer zahnärztlichen Sonde voneinander zu unterscheiden. Dentin, welches beim Tasten als sondenhart eingestuft wird, gilt dabei als erhaltungswürdiges Gewebe [221]. Diese Art der Untersuchung basiert folglich auf einer rein subjektiven Bewertung der Dentinhärte. Im Gegensatz zu Beurteilung einer Exkavation wird die Sonde heute bei initialkariösen Schmelzläsionen und dem Verdacht auf eine Fissurenkaries nur noch eingeschränkt als diagnostisches Hilfsmittel em- pfohlen, da durch ihre Verwendung die Diagnosegenauigkeit nicht erhöht wird [162, 163, 204]. Lediglich ein druckloses Sondieren ist sinnvoll; ansonsten besteht bei initial- kariösen Läsionen die Gefahr einer iatrogenen Kavitation [57].
Fusayama et al. untersuchten die Steigerung der Härte einer kariösen Dentinläsion in Richtung Pulpa [75, 272]. Ein Anstieg der Härte ist insbesondere in der transparenten
Abb. 1.4. Oben: Härte des Dentins in den verschiedenen Kariesschichten am Beispiel eines Zahnes. HK = Härte nach Knoop. Unten: Darstellung der Calcium-Phosphat-Kristalle im Dentinkanälchen und der morphologische Ver- änderungen des Odontoblastenfortsatzes in Relation zu den Kariesschichten.
Grafik originalgetreu übernommen von Yamada et al. [254].
Trans- parente Schicht
Subtrans- parente Schicht
Gesundes Dentin Innere Kariesschicht
(nicht infiziert, remineralisierbar) Äußere Kariesschicht
(infiziert, nicht remineralisierbar)
Anfärbung mit dem Kariesdetektor
keine Anfärbung mit dem Kariesdetektor
Schmelz- Dentin- Grenze
1000 [µm] 2000 [µm] 3000 [µm]
Verfärbte Schicht HK
[N / mm2] 70 60 50 40 30 20 10
Odontoblastenfortsatz
Odontoblast Pulpa
Bakterien
Kristalle im Lumen des Dentinkanälchens Trans-
parente Schicht
Subtrans- parente Schicht
Gesundes Dentin Innere Kariesschicht
(nicht infiziert, remineralisierbar) Äußere Kariesschicht
(infiziert, nicht remineralisierbar)
Anfärbung mit dem Kariesdetektor
keine Anfärbung mit dem Kariesdetektor
Schmelz- Dentin- Grenze
1000 [µm] 2000 [µm] 3000 [µm]
Verfärbte Schicht HK
[N / mm2] 70 60 50 40 30 20 10
Odontoblastenfortsatz
Odontoblast Pulpa
Bakterien
Kristalle im Lumen des Dentinkanälchens
Schicht zu beobachten [282] (Abb. 1.4). Demgegenüber scheint die Härte der äußeren Kariesschicht mit unter 20 HK deutlich geringer zu sein. Nach Fusayama ist die Härte des Dentins trotzdem kein geeigneter Anhaltspunkt, um eine Exkavation zu beurteilen, weil auch erhaltungswürdiges Dentin mit einer intakten, remineralisierbaren Matrix sehr niedrige Härtegrade aufweisen kann [82]. Somit gibt die Härteprüfung keine Informa- tion über eine Veränderung der Dentinmatrix [234]. Nach Abb. 1.4 liegt die Grenze der bakteriellen Invasion weit oberflächlich, während die Erweichung noch weiter pulpa- wärts vordringt als die Verfärbungsgrenze [75]: Bei einer chronischen Läsion liegen diese Grenzen näher aneinander [256], die Verfärbung ist intensiver [234] und auch härtere Kariesschichten sind verfärbt [77, 234]. Bei einer akuten Dentinkaries befinden sich Bakterien nur in den besonders weichen Schichten, und es existiert eine nicht infi- zierte weiche Schicht von bis zu 1,75 mm Dicke [75]. Zudem nimmt die Härte in Rich- tung Pulpa kontinuierlich zu [79, 251]. Damit ist die Härte der bakteriellen Front sehr unbeständig [256] und keine geeignete Richtlinie für die Beendigung einer Exkava- tion [75, 76, 79, 82, 83, 111, 178, 225, 230], zumal die klinische Unterscheidung zwi- schen akuter und chronischer Karies weitestgehend auf einer subjektiven Entscheidung beruht. Ebenso problematisch sind die großen Variationen zwischen verschiedenen Be- handlern, individuelle Unterschiede bei verschiedenen Exkavationen und Einflüsse der verwendeten Instrumente [76, 82]. Im Gegensatz dazu wählen andere Autoren noch immer sondenhartes Dentin als Kriterium zum Abschluss der Kariesentfernung [u. a. 10, 11, 14, 64, 114, 131, 132, 135, 152, 215, 225, 240, 264], wohl aufgrund des Mangels an anderen Entscheidungshilfen. Als Begründung hierfür gilt, dass sobald das erweichte Dentin entfernt ist, die Kavität mit großer Sicherheit vom hoch infizierten Dentin befreit ist [76, 131, 135, 264], da erweichte Bereiche signifikant mehr Bakterien enthal- ten [134]. Harndt sieht das Klirren einer Sonde (Cri dentaire) beim Abtasten des Kavi- tätenbodens als relativ sicherstes Zeichen für gesundes Dentin an [102]. Dagegen ist die Verfärbung des Dentins kein geeignetes Kriterium. Es gibt keine eindeutige und kli- nisch relevante Korrelation zwischen der Verfärbung und dem Grad der Demineralisa- tion oder Infektion des Dentins [18, 131, 135, 166].
Von einigen Autoren wird die Zone der Transparenz nach wie vor als Zone der Sklerose bezeichnet [116, 228, 229]. Eine Sklerose bedeutet eine „krankhafte Verhärtung eines
Organs“ [209]. Eine Verhärtung ergibt sich jedoch nur innerhalb der Dentinkanälchen durch eine erhöhte Konzentration bzw. eine Kristallisation von anorganischer Substanz.
Allenfalls der Begriff der tubulären Sklerose ist zulässig, während das peri- und inter- tubuläre Dentin demineralisieren. Dieses ist die für das Gewebe charakteristische Ver- änderung [254], weshalb viele Autoren die Gesamtbezeichnung sklerotisches Dentin ab- lehnen [9, 13, 81, 83, 169]. Eine Reihe von Untersuchungsergebnissen bestätigen, dass die Härte des transparenten Dentins geringer [9, 81, 112, 113, 169, 193, 282] oder ma- ximal vergleichbar [108, 169] mit der Härte von normalem Dentin ist. Im Widerspruch dazu stehen einzelne, gegenteilige Ergebnisse, welche aber z. T. mit älteren Methoden der Härteprüfung erzielt wurden [46, 91, 109, 208]. Marshall et al. halten es jedoch für möglich, dass ein geringer Teil der Läsionen hypermineralisierte Bereiche aufweist, die entweder typisch für hochgradig arretierte Läsionen oder generell atypisch sind [169].
Als Nachteil der Mikrohärteprüfungen gilt, dass der Eindruck der Diamanten im Ver- gleich zu den mikroskopischen Strukturen des Dentins sehr groß ist [45]. Bei einer Knoop’schen Härte von 60 im normalen Dentin und der von vielen Autoren gewählten Belastung in Höhe von 50 Gramm [45, 114, 115, 179, 185, 187, 189, 193, 272], ist ein Eindruck etwa 109 µm lang und 3,5 µm tief [144] (s. Formel, S. 47). Dadurch wird unweigerlich die Härte von peri- und intertubulärem Dentin gemeinsam gemessen [38, 113, 252], auch wenn das intertubuläre Dentin immer den weitaus größten Anteil daran hat [231]. Des Weiteren gehen die Dentinkanälchen in die Messungen mit ein [113, 176, 252]. Seit einiger Zeit wird daher zusätzlich das Verfahren der Nanohärteprüfung angewandt. Mit diesem wird nur eine oberflächliche Dentinschicht von etwa 1 µm untersucht [95]. Damit konnten neue Erkenntnisse gewonnen werden. Es gelang der Nachweis, dass peritubuläres Dentin härter ist als intertubuläres [282]. Da mit dem neuen Verfahren Härteprüfungen ohne Feuchtigkeitsverlust möglich sind [5, 198, 169], konnten Angker et al. die Abhängigkeit der Messergebnisse von der Feuchtigkeit des Dentins zeigen und gaben eine bis zu zehnfach größere Härte des Dentins nach Dehy- drierung an. Die Werte für feuchtes Dentin entsprechen den Bedingungen in vivo jedoch eher [5].
1.4 Fluoreszenz der Zahnhartsubstanzen
Zahnhartsubstanz fluoresziert bei Anregung durch UV-Licht [246]. Dabei fluoresziert Dentin stärker als Zahnschmelz, und initiale Schmelzläsionen fluoreszieren nicht [20, 21]. Da es sich bei dieser um eine natürliche, ohne weitere Vorbehandlung bestehende Eigenschaft handelt, wird sie als Autofluoreszenz bezeichnet. Fluoreszenz zeigt sich infolge der Anregung eines Objekts mit Licht, woraufhin es Licht einer größeren Wellenlänge emittiert [7, 13]. Im sichtbaren Spektrum ist dies durch eine Farbänderung des Lichts zu erkennen [262]. Es kann dabei von einer Reflexion unveränderten Lichts begleitet oder überlagert werden. Nach Zwischenschaltung eines Filters, den nur das langwellige, fluoreszierte Licht passieren kann, ist es möglich, die Intensität des Fluoreszenzlichts zu messen. Dabei ist die Intensität des Signals proportional zur Menge des fluoreszierenden Materials.
Für die Zahnhartsubstanzen sind verschiedene Fluoreszenzspektren veröffentlicht worden [1, 7, 146, 239]. Verdonschot und Angmar-Mansson teilen diese in drei Arten ein [262]:
- Eine intensive weiß-blaue Fluoreszenz zeigt sich durch anregende Wellenlän- gen nahe dem UV-Bereich [7, 246]. Als Ursache hierfür wird Dityrosin ver- mutet. Es hat ein ähnliches Fluoreszenzverhalten wie Zahnschmelz und Dentin und ist oft am Aufbau von Querverbindungen des Kollagens beteiligt [25].
Folglich nimmt die Fluoreszenz durch eine Karies ab. Nach Scharf und Krekeler entsteht durch UV-Licht ein blaues Fluoreszenzsignal mit orange- roten Banden [224].
- Ein gelbes und blaues Fluoreszenzsignal haben anregende Wellenlängen im blauen und grünen Bereich zur Folge [6]. Als Ursache werden Querverbin- dungen zwischen Ketten von Strukturproteinen und eine eventuelle Beteili- gung der Apatitkristalle diskutiert [239, 97]. Auch hier führt eine Karies zur Abnahme der Fluoreszenzintensität.
- Die Zahnsubstanz fluoresziert im Falle einer Karies verstärkt rot bei einer Anregung weit im roten und infraroten Bereich. König et al. [146] sowie Buchalla et al. [34] fanden bei einer Anregung im violetten Bereich (Wellen-
länge von etwa 405 nm) die stärkste Fluoreszenz. Hierfür werden Proto- porphyrine als bakterielle Abbauprodukte verantwortlich gemacht [34, 146].
Karies, Plaque, Mikroorganismen, Zahnstein [35, 211] und sonstige Beläge [211] wei- sen ein gegenüber normaler Zahnsubstanz spezielles Fluoreszenzverhalten auf. Unter- schiede in der Fluoreszenz von normaler und kariöser Zahnhartsubstanz wurden von zahlreichen Autoren beschrieben [1, 7-9, 15, 25, 34, 146, 224, 247].
Die Entwicklung der fluoreszenztechnischen Untersuchungen führte zu Geräten, welche in vivo zur Kariesdiagnostik bzw. zum Kariesmonitoring [6, 164, 271] eingesetzt wer- den können. Heute sind Fluoreszenzmessungen mit der Quantitativen lichtinduzierten Fluoreszenz (QLF™; Inspektor Research Systems BV, Amsterdam, Niederlande) oder dem DIAGNOdent-System (KaVo, Biberach) möglich. Beide sind im Handel erhältlich und Gegenstand der aktuellen Forschung. Dabei offenbaren sie ein hohes Potenzial, in Zukunft eine ausreichend hohe Sensitivität und Spezifität aufweisen zu können [243].
Im Gegensatz zu den Verfahren, die in vitro angewandt werden können (s. unten), er- fassen sie kein Spektrum des emittierten Fluoreszenzsignals. Eine gründliche Zahnrei- nigung vor der Fluoreszenzmessung ist selbstverständliche Voraussetzung [32, 211], wobei beachtet werden muss, dass manche Zahnpasten eine Zunahme der Fluoreszenz bewirken können [211].
Die QLF nutzt die Abnahme der Autofluoreszenz bei der Demineralisation von Zahn- hartsubstanz. Angedacht wurde Laserlicht bereits im Jahre 1929 als Methode zur Diag- nose von Demineralisationen des Schmelzes oder des Dentins [21], entwickelt wurde ein solches System erst in den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts: Ein Argonionen- Laser erzeugt blau-grünes Licht mit einer Wellenlänge von 488 nm [6, 48]. Dies führt zu einer Schmelzfluoreszenz im gelben Bereich. Ein Hochpassfilter sondert reflektiertes und rückgestreutes Licht von unter 520 nm aus [48]. Die QLF basiert auf dem Prinzip, dass die Fluoreszenz einer Schmelzkaries geringer ist als die von normalem Zahn- schmelz, da bei diesem Verfahren eine positive Korrelation zwischen Mineralgehalt und Fluoreszenz besteht [2, 6, 48, 61, 96, 98, 244]. Weitere mögliche Gründe für die Ab-
nahme der Fluoreszenz bei initialen Schmelzläsionen geben Verdontschot und Angmar-Mansson an [262]:
- Demineralisierter Zahnschmelz streut das Licht gegenüber normalem Schmelz stärker. Der Passageweg des Lichts im normalem Schmelz wird kürzer, wo- durch pro Volumen weniger Licht absorbiert und das Fluoreszenzsignal abge- schwächt wird [98].
- Die Lichtstreuung in der Läsion wirkt nicht nur als Hindernis für das anre- gende Licht auf dem Weg zum unterliegenden normalen Gewebe, sondern auch für das Fluoreszenzsignal in Richtung Zahnoberfläche.
Beim ebenfalls vielversprechenden DIAGNOdent-System wird die Anregung mit Licht im Bereich des roten Farbspektrums bei einer Wellenlänge von 655 nm vorge- nommen [6, 164, 165, 262]. Das Fluoreszenzsignal der Karies ist hierbei schwächer als bei der QLF. Da das Signal bei der normalen Zahnsubstanz jedoch noch wesentlich schwächer ist, wird der Kontrast größer [165]. Die emittierte Fluoreszenz soll ebenfalls auf bakteriellen Stoffwechselprodukten beruhen und durch eine verringerte Streuung und Absorption durch den Zahnschmelz besser vom unterliegenden kariösen Dentin messbar sein [165]. Für das System wird bereits vielfach eine hohe Sensitivität [33, 104, 143, 164] bei annehmbarer Spezifität [104, 143] angegeben. Insbesondere die Repro- duzierbarkeit wird aber noch uneinheitlich, d. h. teils als hoch [164, 271], teils als unzu- reichend [148] beurteilt.
Für In-vitro-Studien wird die konfokale Laser Scanning Mikroskopie (KLSM) als neu- artiges Verfahren genutzt. Sie erfasst die starke Autofluoreszenz von kariösem Dentin in Form eines Fluoreszenzspektrums. Das Dentin wird mit Licht einer Wellenlänge von 488 nm, das durch einen Argonionen-Laser erzeugt wird, angeregt und gelb-grünes Licht über 515 nm wird im Bereich einer Dentinkaries als Fluoreszenzsignal emit- tiert [8, 9, 87]. Zurückzuführen ist dies auf eine Interaktion zwischen der kollagenen Dentinmatrix und Bakterien bzw. bakteriellen Nebenprodukten, durch welche fluores- zierende Chromophore entstehen [8, 9, 15]. Van der Veen und ten Bosch entdeckten einen nicht linearen Zusammenhang zwischen der Fluoreszenz und dem Mineralgehalt des Dentins [261]. Banerjee et al. wiesen als bisher einzige Forschungsgruppe eine ne-
gative Korrelation zwischen der Knoop’schen Härte [9] bzw. dem Mineralisations- grad [8] und der Autofluoreszenz des Dentins nach. Zugleich verwendeten sie die Auto- fluoreszenz des kariösen Dentins, um Exkavationsmethoden in experimentellen Studien objektiv bewerten zu können [10, 14]. Dabei sollte das autofluoreszierende Dentin mit dem entfernungsbedürftigen Dentin übereinstimmen [9]. „The [autofluorescence] signal detection offers objectivity in the laboratory assessment of the position of the excava- tion boundary in histological sections.“ [13]
Als weitere Methode wurde die KLSM mit einer immunfluoreszenztechnischen Markie- rung von Str. mutans angewendet [86-88]. Darüber hinaus steht die Fluoreszenzmikro- skopie nach Bindung fluoreszenzmarkierter DNA-Sequenzen an komplementäre bakte- rielle RNA zur Verfügung [13]. Im Gegensatz zu diesen spezifischen Markierungen, führt die Einwirkung von Ethidiumbromid zur Fluoreszenz aller Nukleinsäuremoleküle und somit aller Bakterien, die daraufhin mit der KLSM erkannt werden können [153, 154]. Lennon bezeichnete dies als Gold-Standard für die Ermittlung verbleibender Bakterien [153, 154]. Ricketts et al. [214] färbten Zahnhartsubstanz mit einer Rhoda- min B-Lösung. Dadurch konnte demineralisiertes Dentin mit der KLSM unabhängig von seinem Infektionsgrad erkannt werden. Messungen der Kariestiefe korrelierten dabei stark mit makroradiografischen Aufnahmen von Schliffpräparaten.
1.5 Exkavation der Dentinkaries
1.5.1 Kariesexkavation mit Hartmetall-Rosenbohrern
Herkömmliche Rosenbohrer (Abb. 1.5) aus Hartmetall oder Stahl sind als rotierende Instrumente (Tab. 1.1, S. 18) in der Lage, normales ebenso wie erhaltungswürdiges kariös verändertes Dentin (affected layer) zu entfernen [10, 12, 24, 26, 82, 184, 276].
Dieser Nachteil führt in der Regel zu einem unnötigen Hartsubstanzverlust (Überexka- vation) und zu Schmerzen infolge der Verletzung von vitalen Odontoblastenfort- sätzen [12]. Der Name Bohrer ist streng genommen falsch, da es sich technisch korrekt ausgedrückt um Fräser handelt [140]. Diese Bezeichnung konnte sich im allgemeinen
Sprachgebrauch nicht durchsetzen. SS White Burs stellte im Jahre 1891 den ersten industriell gefertigten Stahlbohrer vor [276]. Die Vorteile dieser Instrumente liegen im geringen Anschaffungspreis, der uneingeschränkten Lagerungszeit, der Sterilisierbar- keit, der unkomplizierten Handhabung und der lange gewährleisteten Schnittfreudigkeit ihrer Schneiden auch nach mehrfachem Einsatz. Die Exkavation mit Rosenbohrern ist die am weitesten verbreitete [64, 76], schnellste [10, 276], zugleich jedoch invasivste Methode der Kariesentfernung. Der Behandler richtet sich zumeist noch immer ent- sprechend alter Literaturangaben [221] nach der Härte des Dentins, dem Klirren einer Sonde oder der Verfärbung des Dentins, um die Entscheidung zur Beendigung der Ex- kavation zu treffen. Diese Kriterien haben sich nur empirisch als geeignet heraus- gestellt [279]. Sie versichern eine ausreichende Kariesentfernung, aber erhöhen zugleich das Risiko mit den Rosenbohrern erhaltungswürdiges Dentin zu entfernen.
Am Kavitätenboden resultiert nach der Exkavation mit mechanischen [11, 115, 202], insbesondere mit rotierenden Instrumenten [51, 240] grundsätzlich eine Schmierschicht vorwiegend aus Bestandteilen des (kariösen) Dentins, welche die Dentinoberfläche be- deckt und die Dentinkanälchen verstopft [115, 202]. Damit besteht diese Schmier- schicht sowohl aus anorganischen wie auch organischen Bestandteilen. Je nach Art der Restauration muss diese Schicht eventuell entfernt oder modifiziert werden [238].
Früher wurden häufiger Handexkavatoren verwendet, welche eine rauere, flockige Schmierschicht mit einigen offenen Dentinkanälchen hinterlassen [11], jedoch substanz- schonender sind [10, 200]. Banerjee et al. [10] geben die manuelle Exkavation als effizienteste und verlässlichste Technik an, das infizierte Dentin zu entfernen und das kariös veränderte zu erhalten. Nach Kariesexkavation mit Rosenbohrern ist die
Abb. 1.5. Instrumentenkopf eines Hartmetall-Rosenboh- rers. a Seitansicht. b Aufsicht.
a b
a b
Schmierschicht homogener [238]. Bei der Kariesentfernung mit Handexkavatoren bis zum Erreichen von sondenhartem Dentin befindet man sich eng an der Grenze der mit der KLSM detektierbaren Autofluoreszenz. Bei beiden Methoden ist jedoch davon auszugehen, dass sich auch Bakterien in der Schmierschicht befinden [238].
1.5.2 Methoden der selektiven Kariesexkavation
Das diagnostische Vorgehen des Zahnarztes darf nicht mit dem Entschluss zu einer in- vasiven Therapie enden, sondern ist auch zur Beurteilung einer Exkavation notwendig.
Aus diesem Grund wurden in Analogie zur Kariesdiagnostik Hilfsmittel zur selektiven Entfernung von kariösem Dentin entwickelt. Mit der Entwicklung und Verwendung der neuen Methoden soll der subjektive Einfluss des Zahnarztes auf die Kariesentfernung verringert werden [251]. Die derzeit eingesetzten Methoden der Kariesexkavation sind in Tab. 1.1 aufgelistet und in Anlehnung an Banerjee et al. in fünf Kategorien einge- teilt [12].
Tab. 1.1. Klassifikation der verschiedenen Methoden zur Kariesexkavation, modifiziert nach Banerjee et al. [12].
Kategorie Technik
Erläuterungen in Abschnitt...
Mechanische, rotierende
Kariesentfernung
Handstück und Bohrer 1.5
Mechanische, nicht rotierende Kariesentfernung
Handexkavator
Air-Abrasion (Pulverstrahl) Air-Polishing
Ultraschall Sono-Abrasion
1.5.1 1.5.2.4 1.5.2.4 Chemisch unterstützte,
mechanische Kariesentfernung
Kariesdetektoren1 Carisolv®
Enzymatische Verfahren (z. B. SFG III®)
1.5.2.1 1.5.2.2 1.5.2.4 Fluoreszenz unterstützte,
mechanische Kariesentfernung
FACE
DIAGNOdent®1
1.5.2.3 1.4, 1.5.2.3 Photoablation
Laser 1.5.2.4, 1.6
1mit Handstück und Bohrer oder Handexkavator
1.5.2.1 Kariesdetektoren
Zur Anfärbung von Proteinstrukturen einer Dentinkaries werden verschiedene Substan- zen angeboten [173]. Sie wurden mit dem Ziel entwickelt, ausschließlich die infected layer einer kariösen Läsion anzufärben. Der Caries Detector (Kuraray, Osaka, Japan) besteht aus 1%igem Säurerot in Propylenglykol [78, 80]. Die Anwendung wurde von Fusayama wie folgt beschrieben [79, 80, 195]: Auf die Dentinläsion (Abb. 1.6 a) wird ein Tropfen der Lösung aufgetragen (Abb. 1.6 b). Nach zehn Sekunden Einwirkzeit muss die Kavität vorsichtig ausgespült, ausgesprüht und getrocknet werden. Zu berück- sichtigen ist, dass eine Verlängerung der Einwirkzeit zur Anfärbung der affected layer führen kann. Die eigentliche Exkavation erfolgt mechanisch, üblicherweise mit einem Rosenbohrer bis jegliches angefärbtes Dentin entfernt ist [83] (Abb. 1.6 c). Eine mehr- fache Applikation (Abb. 1.6 d) ist erforderlich, da der Detektor die Kariesschichten ins- besondere einer chronischen Läsion zu langsam penetriert. Die Exkavation gilt als abge- schlossen, wenn nach erneutem Aufbringen der Lösung keine weitere Anfärbung auftritt (Abb. 1.6 e). Die ursprünglichen Studien konnten nachweisen, dass die Bakterien nicht über die angefärbte Schicht hinaus dringen [220]. Somit soll die Entfernung des ange- färbten Dentins in vitro und in vivo zur vollständigen Entfernung des infizierten Dentins führen [77, 80, 216, 220]. Heute ist bekannt und wird kritisiert, dass die von Fusayama verwendete Technik zur Kultivierung von Bakterien lediglich 50 % der Population erfasste [13].
Abb. 1.6. Anwendung des Kariesdetektors am Beispiel einer Zahnhalskaries. a Ausgangs- befund. b Der Detektor wurde auf die Läsion aufgetragen. c Zustand nach Entfernung der angefärbten Bereiche. d Angefärbte kariöse Bereiche nach erneutem Auftragen und Abspülen des Detektors. e Vollständig exkavierte, nicht weiter anfärbbare Läsion.
a b c d e
a b c d e
Als Vorteil des Detektors gilt, dass mit seiner Hilfe auch ohne Lokalanästhesie eine schmerzlose Kariesexkavation möglich ist, da die infected layer keine vitalen Odonto- blastenfortsätze enthält [79]. Voraussetzung dafür ist die nachfolgende Versorgung mit einer adhäsiv befestigten Restauration mit einem Komposit oder Kompomer. Andere Restaurationen würden eine Präparation bis in Bereiche normalen Dentins erfor- dern [80]. Schmerzen können auch bei approximalen Läsionen, die einen Zugang von okklusal durch normales Dentin erfordern, nicht vermieden werden [80]. Darüber hin- aus muss die Exkavation trocken bei niedriger Drehzahl durchgeführt werden [221], ansonsten bleibt kariöses Dentin zwischen den Schneiden des Rosenbohrers haften und führt zu einer hohen Reibungswärme [80, 111].
Tassery et al. [149] zeigten die Abhängigkeit der Exkavationsergebnisse von der Erfah- rung des Behandlers mit dem Detektor. In neueren Studien wurde die Entfernung aller angefärbten Bereiche mit einer Überexkavation gleichgesetzt [14, 132, 173]. Die Anfär- bung mit dem Detektor reichte über die Grenze der bei der konfokalen Laser Scanning Mikroskopie sichtbaren Autofluoreszenz hinaus [14]. Der Detektor markierte des Wei- teren pulpanahes Dentin und Dentin nahe der Schmelz-Dentin-Grenze [275]. Yip et al.
konnten nachweisen, dass dies auf den verringerten Mineralgehalt dieser Bereiche zu- rückzuführen ist, und dass der Detektor folglich weder kariös infiziertes Dentin noch Bakterien spezifisch färbt, sondern lediglich die durch Demineralisation freiliegende organische Matrix [275]. Banerjee et al. [14] bestätigten diese Erkenntnisse. Kidd et al.
fanden an der Schmelz-Dentin-Grenze und am Kavitätenboden keinen klinisch rele- vanten Unterschied im Bakteriengehalt von gefärbtem und ungefärbtem Dentin [132, 135]. Boston und Liao schwächten diese Kritiken ab, indem sie angefärbte normale Dentinbereiche als deutlich schwächer gefärbt und dadurch unterscheidbar vom infi- zierten Dentin darstellten [27].
1.5.2.2 Chemomechanische Kariesexkavation
Unter dem Namen Carisolv (MediTeam, Sävedalen, Schweden) wird eine chemo- mechanische Methode zur Kariesexkavation angeboten. Dabei handelt es sich um zwei Komponenten, welche vor der Anwendung miteinander vermischt werden müssen [10-12, 19, 64, 167, 276]: a) eine 0,5%ige Natriumhypochlorit-Lösung und b) drei Aminosäuren (Lysin, Leucin, Glutaminsäure), Carboxymethylcellulose sowie Erythrosin. Das pinkfarbene, hochvisköse Gel muss 30 Sekunden einwirken, bevor mit nicht schneidenden, doppelendigen Handinstrumenten [64, 264], welche selektiver als Handexkavatoren arbeiten, das angelöste Dentin überwiegend schmerzfrei abgeschabt werden kann [12, 19, 64, 94, 167]. Genutzt wird die proteolytische Wirkung des Natri- umhypochlorits. Es führt zu Kontinuitätsunterbrechungen von geschwächten Kollagen- fasern durch Chlorierung und damit Zerstörung der intermolekularen Quervernetzun- gen [19, 47, 167]. Es resultiert keine oder nur eine minimale Schmierschicht; die Den- tinkanälchen sind offen [11, 114]. Die Oberfläche ist rauer und unregelmäßiger als nach mechanisch rotierender Exkavation [19, 47, 94, 114, 238, 240, 264].
Verschiedene Studien stellen Carisolv als effektive Alternative zu konventionellen rotierenden Instrumenten dar [10, 12, 19, 64, 238]. Remineralisierbares Dentin wird ge- schont [10, 264]. Lager et al. [152] fanden weniger verbleibende Bakterien als nach der Verwendung von Rosenbohrern. Dabei mag die antibakterielle Wirkung des Carisolv-Gels eine Rolle gespielt haben [152]. Dammaschke et al. zeigten histologisch, dass die Exkavation mit Carisolv derer mit Rosenbohrern gleichwertig ist [47]. Auch hinsichtlich der Dentinadhäsion ist das Präparat gut zur minimal invasiven Kariesent- fernung geeignet [11, 19, 37]. Leider ist die Exkavationsdauer deutlich länger als bei der herkömmlichen Kariesexkavation mit dem Rosenbohrer [10, 12, 24, 47, 64, 264].
Bei dem Vorgängerprodukt Caridex (MediTeam, Sävedalen, Schweden) wurde die Zone der Penetration auch nach 30-minütiger Anwendung nicht vollständig ent- fernt [215, 225], wozu jedoch keine speziellen Handinstrumente angeboten wurden.
1.5.2.3 Fluoreszenz-unterstützte Kariesexkavation
Die fluorescence-aided caries excavation (FACE) wurde kürzlich in experimentellen Studien von Lennon entwickelt und als vielversprechende Methode beschrieben [153, 154]. Dabei wird die Kavität während der Exkavation über die Fiberoptik des Winkel- stücks mit Licht zwischen 370 nm und 420 nm Wellenlänge bestrahlt. Orange-rot fluo- reszierende Bereiche werden bei Betrachtung durch einen 530 nm Hochpassfilter mit dem Rosenbohrer entfernt. Bei den Untersuchungen von Lennon verblieben signifikant seltener Bakterien am Kavitätenboden als bei der Exkavation mit Rosenbohrern nach taktilen und optischen Kriterien [153, 154]. Auch die Verwendung von DIAGNOdent oder Caries Detector war weniger spezifisch, und wies signifikant schlechtere Ergeb- nisse auf [153]. Als Nachteil der FACE gilt, dass dabei der Behandlungsraum abgedun- kelt werden muss. Noch ist unklar, ob diese Methode eventuell invasiver ist als die herkömmliche Exkavation mit einem Hartmetall-Rosenbohrer. Daneben wird als ver- gleichbares Konzept auch die Eignung des DIAGNOdent-Systems bezüglich der klinischen Beurteilung von Kavitätenböden überprüft [153, 165].
1.5.2.4 Sonstige minimal invasive Methoden der Kariesexkavation
Neben den bisher genannten Methoden der selektiven Kariesexkavation gibt es weitere minimal invasive Verfahren, welche jedoch kariöses Dentin nicht selektiv abtragen.
Beispielsweise wurde das SONICflex-System (KaVo, Biberach) für eine substanz- schonende Kavitätenpräparation entwickelt, ohne Optimierung für die Entfernung von Karies. Dieses Prinzip der Sono-Abrasion wird durch oszillierende Diamantinstrumente, welche mit einer Frequenz von bis zu 6,5 Hertz schwingen, umgesetzt [12, 276]. Es besteht eine Tendenz zum Belassen von kariösem Dentin [12].
Pulverstrahlgeräte (Air-Abrasion) beschleunigen Aluminiumoxid- und zum Teil Hydro- xylapatitpartikel im Luftstrom [12, 276]. Der Zeitaufwand für die Kariesexkavation sowie die Menge des entfernten Dentins entsprechen der Verwendung von Handexka- vatoren [12]. Der resultierende Kavitätenboden stellt ein gutes Substrat für Dentinadhä-
sive dar [276]. Kritisiert werden inkonstante Exkavationstiefen und die fehlende Takti- lität [12, 276], ebenso wie die Aerosolbildung und die mögliche Verletzung von Nach- barstrukturen.
Zum Zwecke der Kariesexkavation können CO2-, Nd:YAG-, Er:YAG- und Ar:F-Laser verwendet werden [276]. Laser haben durch das Risiko der thermischen Pulpairritation, der möglichen Beschädigung normaler Zahnsubstanz, insbesondere aber wegen der ho- hen Anschaffungskosten und der längeren Behandlungszeit bislang keine weite Ver- breitung zur Kariesentfernung gefunden [12, 105, 115]. Er:YAG-Laser haben ein ver- gleichsweise hohes Potenzial Zahnhartsubstanz abzutragen [105, 130]. Dieser Abtrag ist von der Absorption abhängig, welche bei einer Wellenlänge von etwa 2,9, 9,6 und 12 µm für Hydroxylapatit und bei etwa 0,2, 2,9 und 6,0 µm für Wasser maximal ist.
Beim Er:YAG-Laser, dessen Wellenlänge bei 2,9 µm liegt, erfolgt ein wasservermittel- ter Ablations- bzw. Disruptionsprozess [130]. Dieser Vorgang wird durch den erhöhten Wassergehalt von kariösem Dentin begünstigt. Der Abtrag des Gewebes ist durch die schlagartige Erwärmung und Expansion des Wassers bedingt [130]. Mittlerweile steht ein Er:YAG-Laser zur Verfügung, bei dem ein Rückkopplungssystem integriert ist (Key Laser 3, KaVo, Biberach) [56, 126]. Nur bei Detektion eines Fluoreszenzsignals, welches nach dem Prinzip des DIAGNOdent-Systems erzeugt und empfangen wird, kann ein Auslösen des Lasers erfolgen. Dieses Gerät lässt eine selektive Kariesexka- vation erwarten [56].
In der Entwicklung befinden sich enzymatische Verfahren zur spezifischen Spaltung des defekten Kollagengerüsts [12, 276]. Nach Kappler et al. verringert das Präparat SFG III (3M Espe, Seefeld) die Bakterienzahl gleichermaßen wie Rosenbohrer, hin- terlässt eine gleichartige Kollagenstruktur, und weichere Kavitätenböden werden als Indiz für eine minimal invasive Methode gewertet [125].
1.6 Kavitätendesinfektion
Die Kariesexkavation kann durch eine Desinfektion der Kavitätenoberfläche ergänzt werden. Als chemische Agenzien sind 0,2%iges Chlorhexidindiglukonat (CHX), wel- ches eine vollständige Keimfreiheit bewirken kann, und 3%iges Wasserstoffper- oxid (H2O2) üblich. Aus Letzterem wird durch die Peroxidase Sauerstoff gebildet und eine Keimreduktion erreicht [197]. Beide sind weder ätzend noch toxisch für die Pulpa.
Wasserstoffperoxid kann aber die Haftung von Dentinadhasiven beeinflussen [63]. Für CHX-haltige Präparate ist ebenfalls bei verschiedenen Arten der Anwendung eine Ver- ringerung der Haftwerte von Dentinadhäsivsystemen belegt worden [93, 175, 263], auch wenn Gürgan et al. [93] dieses durch ein gründliches Spülen der Kavität unterbinden konnten. Scheinbar zeigen die Ergebnisse jedoch eine Abhängigkeit vom jeweils ver- wendeten Adhäsivsystem, da andere Autoren keine Wirkung von CHX-haltigen Präparaten nachweisen konnten [60, 175, 205, 222]. Auch die Anwendung von 2,5%igem Natriumhypochlorit (NaOCl) hat eine Keimfreiheit zur Folge [197]. Anderer- seits kann dieses ebenso wie EDTA zu einem Härteverlust des Dentins und zu einer Reduktion der Haftfestigkeit von Dentinadhäsiven führen [63, 73, 255]. Olberding konnte bei der defokussierten, non-ablativen Bestahlung infizierten Dentins mit dem Er:YAG-Laser oberflächlich eine vollständige Desinfektion erreichen [197].
Etabliert hat sich die Applikation von Calciumhydroxid (Ca(OH)2) auf belassenes kariös verändertes Dentin. Sein Potenzial zur Remineralisation ist erwiesen [22, 23, 43, 128, 166, 178, 179], unabhängig von der Vitalität des Zahnes [43, 128], und schon nach einem Monat nachweisbar [128]. Nach Kato und Fusayama wirkt dies jedoch nur ober- flächlich [128]. Eine umfassende Remineralisation der kariös veränderten Schicht ist nur bei intakter Pulpa, d. h. durch einen Calcium-Phosphat-Transport von zentral in das Dentin möglich [81, 128, 178]. Die Knoop’sche Härte der kariös veränderten Schicht ist in diesem Fall drei Monate nach Exkavation des infizierten Dentins um 10,7 bis 30,3 HK höher – unabhängig von der Art der Restauration [178]. Nach Maltz et al. wer- den innerhalb von etwa sechs Monaten 80 % weicher Kavitätenböden sondenhart [166].
Darüber hinaus verringert Calciumhydroxid die Anzahl der kariogenen Bakterien signi- fikant [22, 23, 155, 166]. Nach vier bis sechs Monaten entspricht die bakterielle Besied-
lung infizierten Dentins der einer arretierten Dentinkaries [23]. Von großem Vorteil ist, dass das Präparat langanhaltend wirken kann [155].
Aktuell findet eine Entwicklung antibakteriell wirksamer Monomere für Adhäsive statt [52, 88, 119]. Für etliche Dentinadhäsivsysteme ist eine solche antibakterielle Wir- kung bereits erwiesen [44, 62, 66, 118, 227, 260]. Teilweise wird sie als mit der Appli- kation von 0,2%iger CHX-Lösung vergleichbar [62] oder ihr überlegen [260] darge- stellt. Einzelne Präparate haben auch nach der Lichthärtung noch eine (lokale) Wirkung, d. h. trotz der chemischen Bindung und damit Immobilisation der Substanz [62, 118].
Eine Kariestherapie allein durch die Applikation von Ozon ist umstritten [213]. Verein- zelt konnte eine signifikante Reduktion der Keimzahlen erzielt werden [17, 18, 213], so dass Ozon eventuell für die Kavitätendesinfektion in Betracht kommt. Auch eine nach- folgende Erhärtung des Dentins wurde beschrieben [18].
1.7 Dentinadhäsive
Für den Erfolg der Kariestherapie sind nicht nur die Fragen, ab welchem Stadium der Kariesprogression und womit die Karies exkaviert wird, von Bedeutung, sondern ebenso wie der Substanzdefekt versorgt wird. Während bei der minimal invasiven Kariesexkavation hinsichtlich metallischer Restaurationen lediglich unklar ist, ob Zahn- krone und Restauration eine ausreichende mechanische Stabilität aufweisen, werfen Komposite und Keramikinlays die Frage auf, ob eine ausreichende Dentinadhäsion erzielt werden kann. Diese ist grundsätzlich von einer Reihe Faktoren abhängig wie z. B. der Art der chemischen Vorbehandlung des Dentins oder der Generation des verwendeten Adhäsivs mit ihrem jeweiligen Funktionsprinzip. Heute kommen Produkte der dritten bis sechsten Adhäsivgeneration zum Einsatz. Die Systeme setzen sich aus den vier Komponenten Schmelzätzung und Dentinbehandlung mit einem Primer, dem eigentlichen Adhäsiv sowie einem Bonding Agent unterschiedlich zusammen.
Die dritte Generation ist durch eine separate Schmelzätzung und einen selbstätzenden Primer gekennzeichnet. Demgegenüber werden in der vierten Generation beim Total Etching (Typ 1) Schmelz und Dentin gleichzeitig geätzt. Bei beiden Systemen wird die Dentinbehandlung durch die Anwendung eines Adhäsivs und eines Bonding Agents abgeschlossen. Die One Bottle Bonds der fünften Generation kombinieren entweder Primer und Bonding Agent (Typ 2) oder Etchant und Primer (Typ 3) in einer Flasche.
Sogenannte selbstätzende Adhäsive (Typ 4) vereinigen alle Funktionen in einem Ar- beitsschritt und sind somit besonders benutzerfreundlich [250]. Sie müssen jedoch kurz vor der Applikation angemischt werden. Auch innerhalb dieser Entwicklungsstufen bestehen Unterschiede zwischen den verschiedenen Produkten [37-39, 232].
Die Haftfestigkeit von Dentinadhäsiven des Typs 1 ist höher als jene des Typs 2 [72]
und des Typs 4 [90, 278]. Die Adhäsive des Typs 2 sind wiederum denen des Typs 4 überlegen [38]. Außerdem haften die Produkte des Typs 4 an rauen Oberflächen schlechter [145]. Die aufwendigeren, älteren Systeme scheinen demnach Vorteile auf- zuweisen.
Leider sind In-vivo-Untersuchungen der Adhäsive nur eingeschränkt möglich. Bekannt ist, dass die Adhäsive in vivo infolge der Techniksensitivität signifikant schlechter haf- ten und Alterungsprozesse einen signifikant negativen Einfluss haben [53, 190]. Die Einflüsse der Mundhöhle können in vitro simuliert werden: Infolge von Thermozyklen, mechanischer Belastung und langen Lagerungszeiten in Wasser sind die Haftwerte all- gemein schlechter als bei einer sofortigen Prüfung nach Legen der Restauration [39, 190]. Als Ursache werden hydrolytische Vorgänge zwischen Bonding Agent und Hybridschicht vermutet. Des Weiteren wurde erkannt, dass Versuche, bei denen die Adhäsion zu normalem Dentin geprüft wird, wenig aussagekräftig sind. Heute wird häufiger die Verbindung zu in vitro demineralisiertem oder kariös verändertem Dentin untersucht (s. Abschnitt 4.3, S. 112). Der sogenannte microtensile bond test erlaubt die Untersuchung von Proben, bei denen das Adhäsivsystem klinischen Bedingungen entsprechend angewendet wurde, und darüber hinaus die Untersuchung der Haftung so- wohl an normalem als auch kariös verändertem Dentin eines Zahnes [203].
1.8 Vorstellung der Polymer-Instrumente unter besonderer Berücksichtigung der Herstellerempfehlungen
Rotierende Polymer-Instrumente (SMARTBURS, SS White Burs, Freiburg) sind für den einmaligen Gebrauch bestimmt. Sie sind zusammen mit den herkömmlichen Stahl- und Hartmetall-Instrumenten dem Funktionsprinzip der mechanischen, rotierenden Methoden der Kariesexkavation zuzuordnen (Tab. 1.1, S. 18). Der Instrumentenkopf besteht entsprechend ihrer Bezeichnung aus Polymerkunststoff (Abb. 1.7 a, b). Die Schneiden nutzen sich im Verlauf der Exkavation an harter Zahnsubstanz ab und werden stumpf (Abb. 1.7 c). Daher soll mit diesen Instrumenten eine selbstlimitierende und selektive Entfernung der Karies möglich sein [241].
Die folgenden Anwendungsempfehlungen beziehen sich auf die Angaben des Herstel- lers [241], da bisher kein Autor eine modifizierte Benutzung vorgeschlagen hat. Der Zugang zur Dentinkaries muss mit herkömmlichen rotierenden Instrumenten geschaffen werden. Die neu entwickelten Polymer-Instrumente werden in einem reduzierenden Winkelstück bei 500 bis 800 Umdrehungen pro Minute eingesetzt. Der Präparations- vorgang wird im Gegensatz zu Rosenbohrern [279] im Zentrum der Läsion begonnen und soll sich mit kreisenden Bewegungen und geringer Kraftapplikation nach peripher fortsetzen. Sobald am Rand der Läsion normales, härteres Dentin berührt wird, fängt das Instrument an zu vibrieren. Solche Berührungen der axialen Wände sollen zunächst möglichst vermieden werden, da anderenfalls – wie auch bei einem unbeabsichtigten Kontakt zu Zahnschmelz oder vorhandenen Restaurationen – das Instrument frühzeitig
Abb. 1.7. Kopf eines Polymer-Instruments. a Seitansicht, vor der Verwendung. b Aufsicht, vor der Verwendung. c Aufsicht, nach der Verwendung.
