Aus dem Department für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde. Klinik für Zahnerhaltungskunde und Parodontologie

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1 Aus dem Department für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde Klinik für Zahnerhaltungskunde und Parodontologie der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg i. Br. In-situ-Untersuchungen zur Kariesinfiltration unter besonderer Berücksichtigung mikrobiologischer Aspekte INAUGURAL - DISSERTATION zur Erlangung des Zahnmedizinischen Doktorgrades der Medizinischen Fakultät der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg i. Br. Vorgelegt von Carlota Betzler geboren in Tübingen

2 Dekanin: Prof. Dr. Kerstin Krieglstein 1. Gutachter: Prof. Dr. Elmar Hellwig 2. Gutachter: Prof. Dr. Dr. Rainer Schmelzeisen Jahr der Promotion: 2014

3 Meiner Familie

4 I Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Literaturübersicht Ätiologie der Karies Klassifikation der Karies Histologie der Schmelzkaries Approximalkaries Kariesdiagnostik Prävalenz der Karies Behandlung der Karies Kariesprävention Ernährungslenkung Fluoridierungsmaßnahmen Fissurenversiegelung Mundhygiene Therapieentscheidung Therapieentscheidung bei der Approximalkaries Therapie der Approximalkaries Invasive Therapie Mikroinvasive Maßnahmen Versiegelung von approximalen Läsionen Biofilm Entwicklung des dentalen Biofilms Zusammensetzung des dentalen Biofilms Bedeutung des oralen Biofilms Kariesinfiltration Prinzip der Kariesinfiltration Entwicklung der Kariesinfiltration Materialien zur Kariesinfiltration Klinische Anwendung der Kariesinfiltration Versuchsplanung... 49

5 II 4 Material und Methoden Herstellung der Schmelzproben Herstellung initialer kariöser Läsionen Behandlung der Proben Zulassung der Studie durch die Ethikkommission Probandenrekrutierung Trägersystem Herstellung der Schienen Bestückung der Schienen Tragen der Schienen Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) Grundlagen der FISH Durchführung der FISH Konfokale Laser Scanning Mikroskopie (engl.: CLSM) Grundlagen der CLSM Durchführung der CLSM CLSM-Auswertung Transversale Mikroradiographie (TMR) Grundlagen der TMR Durchführung der TMR Statistik Ergebnisse Läsionstiefe nach Demineralisation Biofilmdicke Biofilmzusammensetzung Auswertung der konfokalen Laser Scanning Mikroskopie-Aufnahmen Bakterienverteilung in den Biofilmschichten Bakterienverteilung unter Berücksichtigung der Probanden Diskussion Methodendiskussion Verwendung von Rinderzahnschmelz Herstellung der Schmelzläsionen... 89

6 III Konditionierung, Infiltration und Politur der Schmelzproben Trägersystem Multiplex-Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) Ergebnisdiskussion Effektivität der Kariesinfiltration Zusammenfassung Summary Literaturverzeichnis Anhang Materialliste Probenherstellung Demineralisationslösung (nach Buskes et al., 1985) Probenbehandlung Schienenherstellung Transversale Mikroradiographie Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung Konfokale Laser Scanning Mikroskopie-Auswertung Danksagung

7 1 1 Einleitung Bei der Behandlung von Karies wurde bisher grundsätzlich zwischen präventiven, nichtinvasiven und restaurativen, invasiven Maßnahmen unterschieden. Zu den präventiven Maßnahmen zählen Mundhygienemaßnahmen, Ernährungslenkung, Fissurenversiegelung und Anwendung von Fluoridverbindungen, während bei der invasiven Therapie kariöse Zahnhartsubstanz entfernt und durch ein entsprechendes Füllmaterial ersetzt wird. Dieses Konzept soll durch mikroinvasive Behandlungsmethoden erweitert werden, die eine Zwischenstellung einnehmen. Sie sollen die Lücke zwischen präventiver und restaurativer Kariestherapie schließen. Eine spezielle Art der mikroinvasiven Therapie ist die Kariesinfiltration. Sie kann im Approximalbereich bei einer röntgenologischen Kariesausdehnung bis ins äußere Dentin (D1) angewendet werden. Die Infiltration schafft im Gegensatz zur Versiegelung und Folientechnik eine Diffusionsbarriere innerhalb der Karies. Zunächst erfolgt mithilfe von Salzsäuregel und Ethanol eine Konditionierung der Zahnoberfläche. Nachfolgend wird ein Infiltrant appliziert. Diese Methode ermöglicht unabhängig vom Patient einen Stillstand der Kariesprogression und eignet sich deshalb vor allem für Patienten mit mangelnder Compliance oder erhöhtem Kariesrisiko, bei denen präventive Maßnahmen allein nicht zur Arretierung der Initialläsion ausreichen (Paris und Meyer-Lueckel, 2010; Paris et al., 2010b). Im Rahmen einer präventionsorientierten Zahnheilkunde ist es wichtig, insbesondere Initialläsionen frühzeitig zu erkennen und zu beobachten bzw. zu therapieren. Sind präventive Maßnahmen nicht mehr ausreichend oder indiziert, so kann die Kariesinfiltration als mikroinvasive Methode eine Möglichkeit darstellen, um die Läsionsprogression zu verlangsamen bzw. zu inhibieren und damit den Zeitpunkt der Erstversorgung mit einer Restauration hinauszuzögern. Bisher wurden vorzugsweise die Werkstoffeigenschaften sowie die Effizienz der Kariesinfiltration in klinischen, In-situ- und In-vitro-Studien eingehend untersucht. Die Biofilmbildung und zusammensetzung auf infiltrierten kariösen Läsionen wurde hierbei nicht berücksichtigt. Die vorliegende Dissertation gehört zu einer Reihe von Promotionsarbeiten an der Klinik für Zahnerhaltungskunde und Parodontologie der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, die sich mit der Biofilmbildung auf infiltriertem Schmelz beschäftigten und

8 2 hierfür verschiedene Auswertungsmethoden verwendeten. Die initiale Biofilmbildung auf infiltriertem Schmelz im Vergleich zu demineralisiertem Schmelz ist das Dissertationsthema der Doktoranden Hentschel und Fraitzl. In ihren In-situ- Untersuchungen quantifizierten und visualisierten sie die initiale Bakterienadhärenz mithilfe unterschiedlicher Nachweismethoden. Der Biofilm stellt einen entscheidenden Faktor in Zusammenhang mit der Ätiologie der Karies sowie Entzündungen des Zahnhalteapparates dar (Seneviratne et al., 2011; Uzel et al., 2011; Becker et al., 2010; Marsh, 2005; Moore und Moore, 2000; Gråhn et al., 1988; Loesche, 1986; Edwardsson, 1968). Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Kariesinfiltration hinsichtlich mikrobiologischer Aspekte zu untersuchen. Dazu wurde der nach jeweils drei Tagen gebildete Biofilm in situ mittels Multiplex-Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) und konfokaler Laser Scanning Mikroskopie (CLSM) nachgewiesen und nachfolgend dessen Dicke sowie Zusammensetzung analysiert. 2 Literaturübersicht 2.1 Ätiologie der Karies Karies, eine Erkrankung der Zahnhartsubstanzen, ist eine bei den Menschen weit verbreitete übertragbare bakterielle Infektionserkrankung und stellt weltweit ein schwerwiegendes Problem der öffentlichen Gesundheit dar (Petersen et al., 2005; Loesche, 1986). Die Übertragung der kariogenen Mikroorganismen erfolgt häufig mittels des Speichels (Rosen et al., 1961; Keyes, 1960). Es handelt sich um einen im Schmelz beginnenden und zu Beginn reversiblen Demineralisationsprozess, der durch einen ph-wert-abfall im Biofilm (Plaque) auf der Zahnoberfläche zustande kommt. Dieser ph-abfall ist durch eine bakterielle Metabolisierung von Mono- und Disacchariden sowie hydrolysierbaren Polysacchariden bedingt, die zur Entstehung organischer Säuren (z.b. Laktat) führt (Bowen et al., 1966). Die heutzutage anerkannte chemisch-parasitäre Theorie zur Kariesentstehung stellt eine Erweiterung u.a. durch P. H. Keyes (1962) und K.G. König et al. (1969) der von W. D. Miller (1889) vorgestellten Theorie dar. Miller, der die Milchsäuregärung der Kohlenhydrate aus der Nahrung durch Bakterien des Speichels beschrieb, definierte die

9 3 Karies als chemisch-parasitären Vorgang (Miller, 1889), bestehend aus zwei Stadien: Entkalkung bzw. Erweichung des Gewebes (Schmelz und Dentin) durch bakteriellen Säureangriff an der Zahnoberfläche und nachfolgende Auflösung des entkalkten und damit erweichten Dentins, heute als Proteolyse bezeichnet durch ein pepsidähnliches Pilzferment (Miller, 1889). Keyes bezog neben dem Wirt und den Mikroorganismen noch einen alimentären Faktor (Substrat) mit ein und König ergänzte das Modell mit dem Faktor Zeit. Heute wird das Zusammenwirken der drei Hauptfaktoren Wirt, Substrat und Plaque für die Kariesentstehung verantwortlich gemacht. Kariogene Mikroorganismen der Mundhöhle (Plaque) produzieren bei einem Überangebot an kariogenem Substrat (insbesondere niedermolekulare Kohlenhydrate) organische Säuren. Diese können zu einem Mineralverlust der Zahnhartsubstanzen (Wirt) führen, wie Stephan (1944) in seiner Studie feststellte. Als zentraler Auslöser kann die Etablierung einer pathogenen mikrobiellen Besiedlung der freien Zahnoberfläche angesehen werden, wobei die Erkrankung erst auftritt, wenn alle anderen notwenigen Faktoren über einen ausreichend langen Zeitraum vorliegen (Gråhn et al., 1988; Loesche, 1986; König et al., 1969; Gustaffson et al., 1954). Es liegt eine Störung des normalen Gleichgewichtes der De- und Remineralisation zwischen Zahnoberfläche, Speichel und pathogener bakterieller Zahnplaque vor (Loesche, 1986). Neben dem Zusammenspiel von De- und Remineralisation spielen weitere Faktoren, wie der Speichelfluss und die Nahrungsmittelzusammensetzung sowie -konsistenz bei der Entstehung von Karies eine Rolle (Gråhn et al., 1988; Stephan, 1944; Gustafsson et al., 1954). 2.2 Klassifikation der Karies Entsprechend der betroffenen Zahnhartsubstanz wird zwischen Schmelzkaries, Dentinkaries und Wurzel- bzw. Zementkaries unterschieden. Die Kariesinfiltration kann bei Schmelzkaries sowie Läsionen, die bis ins erste Drittel des Dentins reichen, angewendet werden. Im Folgenden soll deshalb im Zusammenhang mit der Kariesinfiltration auf die Schmelz- und die Dentinkaries eingegangen werden. Die Schmelzkaries ist das Resultat der Frühphase der kariösen Demineralisation. Zur Auslösung der Schmelzkaries kommt es durch mehrfachen Säureangriff, bei dem letztendlich die Möglichkeit zur Remineralisation entfällt. Es liegt noch keine

10 4 Kavitation vor, jedoch sind Poren im Schmelz vorhanden, sodass Bakterien in die Demineralisationsdefekte eintreten können (Seppä, 1984). Bei akutem Verlauf sind weißliche, opake Veränderungen der Schmelzoberfläche ( White spot, aktive initiale Kariesläsion) sichtbar, an denen jedoch die Oberflächenkontinuität erhalten ist. Meistens sind diese Läsionen von Plaque bedeckt, die erst entfernt werden muss, um sie sichtbar zu machen. Werden die kariogenen Noxen beseitigt, kann die kariöse Schmelzläsion mit Hilfe von Prophylaxemaßnahmen angehalten werden (arretierte Läsion) oder remineralisieren (Holmen et al., 1987; Loesche, 1986; Dirks, 1966). Bei Stagnation der Karies liegt eine glänzende, häufig nicht von Plaque bedeckte Oberfläche vor (Kidd, 2011). Ist dies nicht der Fall, so sind Demineralisationserscheinungen im Dentin die Folge. Bei ausgeprägtem Mineralverlust entsteht eine Kavität und die Karies breitet sich weiter aus, bis schließlich die Pulpa erreicht ist (Ratledge et al., 2001; Hintze et al., 1999; Loesche et al., 1986). 2.3 Histologie der Schmelzkaries In der Vergangenheit wurden vielfach Versuche unternommen die Schmelzkaries histopathologisch in Zonen zu unterteilen. Gustafson (1957) beispielsweise beschrieb fünf Zonen, Orams et al. (1980) verwiesen auf vier Zonen: Die Oberflächenschicht, die makroskopisch betrachtet intakt erscheint (pseudointakte Schicht), trennt die subfizielle Läsion von der Pellikel und der Plaque. Sie kommt durch das Wechselspiel von De- und Remineralisation bei einem kariösen Angriff zustande (Palamara et al., 1986; Frank und Brendel, 1966). Mikroporen sind geringfügig vergrößert und die Schmelzkristalle in ihrer Form leicht verändert (Orams et al., 1980). Der sich anschließende Läsionskörper ist durch ein vergrößertes Porenvolumen und eine Zunahme der interprismatischen Substanz gekennzeichnet. Im Läsionskörper finden sich kürzere, unregelmäßig geformte Schmelzkristalle mit einer ungeordneten Ausrichtung (Orams et al., 1980; Gustafson, 1957). Featherstone (1977) zeigte in einer Studie zu den Diffusionsvorgängen bei der Entstehung einer kariösen Läsion, dass der Läsionskörper den größten Raum einnimmt. In der sich anschließenden Dunklen Zone tritt diese Kristallart vermehrt auf. Außerdem besitzt diese Zone aufgrund von Remineralisationsschüben an den

11 5 Apatitkristallen einen höheren Mineralisationsgrad als der Läsionskörper (Orams et al., 1980; Gustafson, 1957). Die Transluzente Zone ist die Zone der fortschreitenden Demineralisation an der tiefsten Front der Läsion. Die Schmelzstruktur ist zerstört und die Zone ist gekennzeichnet durch die Auflösung der Mineralien und den Abbau der organischen Matrix (Orams et al., 1980; Gustafson, 1957). Bevor die Läsion mit pseudointakter Oberflächenschicht mikroskopisch erkannt werden kann, finden an der Schmelzoberfläche jedoch schon erste submikroskopische Demineralisationsvorgänge im molekularen Bereich statt (frühe initiale Läsion). Sie kommen durch die Dissoziation der organischen Säuren zustande, welche von kariogenen Mikroorganismen gebildet werden (Frank und Brendel, 1966). Die Demineralisationsvorgänge führen, wenn das kariogene Milieu erhalten bleibt, zu Oberflächendestruktionen und Mineralverlusten der Schmelzkristalle. Diese gehen mit einer Vergrößerung der interkristallinen Räume an der Schmelzoberfläche einher (Orams et al., 1980). Solche interprismatischen Auflösungen an der Schmelzoberfläche (frühe initiale Läsion) ermöglichen, dass die durch Mikroorganismen gebildeten organischen Säuren dem Konzentrationsgradienten folgend in den Zahnschmelz diffundieren (Orams et al., 1979). Bei weiterer Demineralisation ist der Mineralverlust schließlich auch mikroskopisch nachweisbar. Beim kariösen Angriff diffundieren die von den kariogenen Mikroorganismen gebildeten organischen Säuren in den Zahnschmelz. Im Schmelzinneren erfolgt eine Dissoziation der Säuren und die abgegebenen H + -Ionen greifen die Schmelzkristalle an. Die freiwerdenden Ionen (u.a. Ca 2+ -, OH - - und PO 3-4 -Ionen) und ihre Verbindungen diffundieren wiederum dem Konzentrationsgradienten folgend durch die Schmelzporen über die Schmelzoberfläche nach außen. Da dieser Gradient jedoch zur Plaque aufgrund des abnehmenden Konzentrationsgefälles gering ist, vermindert sich die Diffusionsgeschwindigkeit zur Schmelzoberfläche hin. Dies ermöglicht eine Remineralisation durch die erneute Ausfällung von Calcium und Phosphat und deren Einlagerung in das vorhandene Kristallgitter. Dabei erfolgt entweder eine Bildung neuer Kristalle oder eine Anlagerung an schon geschädigte Kristalle (Hellwig et al., 2009; Palmara et al., 1986; Orams et al., 1980; Featherstone, 1977). Demnach entsteht die pseudointakte Oberflächenschicht als Remineralisationsprodukt während des kariösen

12 6 Angriffs. Die Oberflächenschicht befindet sich in einem ständigen Wechselspiel zwischen De- und Remineralisation, wobei die interprismatischen Bereiche der Schicht als Mikrokanäle dienen (Palamara et al., 1986; Orams et al., 1980). Die initiale Kariesläsion kommt somit durch De- und Remineralisationsphasen an der Zahnoberfläche zustande, wobei die Demineralisation überwiegt (Palamara et al., 1986). Da die Kariesinfiltration für Läsionstiefen bis zum äußeren Dentinbereich (D1) angewendet werden kann, sollen auch die histologischen Vorgänge im Dentin umrissen werden. Bereits vor der Schmelzkavitation kann die Karies bis zum Dentin vorstoßen. Es liegt dann eine frühe Dentinläsion vor der Kavitation des Schmelzes vor. Aufgrund des kariösen Angriffes kommt es dabei zur Bildung von Tertiärdentin bzw. Reaktionsdentin durch die Odontoblasten an der Pulpa-Dentin-Grenze (Zavgorodniy et al., 2008; Bjørndal et al., 1998). Dem Tertiärdentin liegt nach außen hin normales Dentin auf. Dieses wird von sklerotischem Dentin bedeckt (Zavgorodniy et al., 2008; Kidd und Fejerskov, 2004). Dentin, als vitales Gewebe, schützt sich vor jeglichen Angriffen durch Verschluss der Dentinkanälchen (Sklerosierung), in denen die Odontoblastenfortsätze verlaufen. Dabei erfolgt eine Mineralablagerung bzw. Dentinbildung um die Dentinkanälchen (peritubulär) sowie in den Kanälchen (intratubulär) und ein Zurückweichen der Odontoblastenfortsätze (Bjørndal et al., 1998; Stanley et al., 1983; Sarnat und Massler, 1965). Während mit diesen Schutzmechanismen eine geringere Permeabilität des Dentins erreicht wird, besteht in der sich nach außen anschließenden als dead tract bezeichneten Zone eine erhöhte Permeabilität (Stanley et al., 1983). Hier fehlen Odontoblastenfortsätze. Sie sind zugrunde gegangen ohne dass es zu einer Sklerosierung gekommen ist (Kidd und Fejerskov, 2004; Sarnat und Massler, 1965). Dieser Schicht schließt sich die Zone der Demineralisation an, die an den Schmelz grenzt. Hier führen die von kariogenen Bakterien gebildeten Säuren zu einer Auflösung von Peri- und Intertubulärem Dentin und bei den Dentinkanälchen treten Unregelmäßigkeiten in Form und Durchmesser auf (Zavgorodniy et al., 2008; Sarnat und Massler, 1965). Bei Dentinläsionen in diesem Stadium ist es durch Beseitigung der kariogenen Noxen möglich, eine Läsionsprogression zu verhindern und teilweise eine Remineralisation zu erzielen (Hintze et al., 1999; Stanley et al., 1983;

13 7 Malone et al., 1966). Ist dies nicht der Fall, kommt es zur Läsionsprogression und schließlich Kavitätenbildung. Bei der fortgeschrittenen Dentinläsion nach Kavitätenbildung dient die Kavität als Eintrittspforte für Bakterien in tiefere Schichten. Die Bakterien bauen nachfolgend die organischen Bestandteile von Schmelz und Dentin ab (Kidd und Fejerskov, 2004; Ratledge et al., 2001). Außerdem erfolgt auch eine Reaktion der Pulpa. In diesem fortgeschrittenen Stadium liegt über der Zone der Demineralisation die Zone der Penetration mit den eindringenden Mikroorganismen (Kidd und Fejerskov, 2004; Sarnat und Massler, 1965). Im weiteren Verlauf des kariösen Prozesses entsteht peripher zu diesem Penetrationsbereich die Zone der Nekrose (Sarnat und Massler, 1965). Hier treten Bakterien auf, welche die organische Matrix zersetzen (Kidd und Fejerskov, 2004; Ratledge et al., 2001) und es erfolgt eine Verfärbung und letztendlich die Verflüssigung des kariösen Dentins (Kidd und Fejerskov, 2004; Sarnat und Massler, 1965). 2.4 Approximalkaries Glattflächenkaries entsteht durch Plaqueakkumulation unterhalb des Zahnäquators. Sie imponiert im Interdentalraum als Approximalkaries. Die Approximalflächen der Zähne stellen neben den Zahnfissuren und grübchen, freiliegenden Wurzeloberflächen und dem zervikalen Drittel der sichtbaren Zahnkronen Kariesprädilektionsstellen dar. An diesen gewohnheitsmäßig unsauberen Zonen ist die supragingivale Plaque primär vorzufinden (Demirci et al., 2010; Hellwig et al., 2009; Kidd und Fejerskov, 2004; Furuichi et al., 1992; Loesche, 1986; Shklair et al., 1974). Die Schmelzkaries im Approximalbereich hat die Form eines Kegels, dessen Basis zur Zahnoberfläche weist. Schon bevor eine Kavität entsteht, kann die Karies bis zum Dentin vordringen und dann dem Verlauf der Dentinkanälchen folgen (Bjørndal und Thylstrup, 1995; Sarnat und Massler, 1965). Anhand von Bissflügel-Aufnahmen kann die Läsionstiefe der Approximalkaries wie nachfolgend beschrieben, beurteilt werden. Die röntgenologische Einteilung C1-C4 (Tabelle 1) entspricht der Einteilung D1- D4 in der Kariesepidemiologie (Tabelle 2) (Hellwig et al., 2009).

14 8 Röntgenologischer Befund C0 C1 C2 C3 C4 - keine approximale Karies zu erkennen - Radioluzenz in der äußeren Schmelzhälfte - Radioluzenz bis zur inneren Schmelzhälfte - Radioluzenz bis zur äußeren Dentinhälfte - Radioluzenz bis zur inneren Dentinhälfte Tab. 1: Röntgenologische Einteilung der Approximalkaries. Eine genauere Einteilung bezeichnet auch Läsionstiefen bis in die äußere (S1/E1) und innere Schmelzhälfte (S2/E2). Hingegen wird das Dentin in drei Bereiche gegliedert und zwar den äußeren (D1), mittleren (D2) und inneren, pulpanahen (D3) Dentinbereich. Röntgenologischer Befund S1/E1 S2/E2 D1 D2 D3 - Radioluzenz in der äußeren Schmelzhälfte - Radioluzenz bis zur inneren Schmelzhälfte - Radioluzenz bis zum schmelznahen Dentin - Radioluzenz bis zum mittleren Dentinbereich - Radioluzenz bis zum pulpanahen Dentin Tab. 2: Neuere Einteilung der Approximalkaries. Diese differenziertere Einordung ist mit Hinblick auf den Behandlungsentscheid empfehlenswert, da die Progressionswahrscheinlichkeit einer Karies insbesondere nach röntgenologischem Überschreiten des ersten Dentindrittels sehr stark zunimmt (Hintze et al., 1999; Mejàre et al., 2004, 1999a).

15 9 2.5 Kariesdiagnostik Ziel der Kariesdiagnostik ist es, vorhandene Läsionen zu identifizieren. Zudem wird angestrebt, die Aktivität einer Kariesläsion einzuschätzen. Auf dieser Diagnose gründet später nicht nur die Therapieplanung bzw. Entscheidung zu präventiven oder invasiven Maßnahmen. Sie soll auch der Information des Patienten dienen. Dieser kann in Zusammenarbeit mit dem Zahnarzt durch Prophylaxemaßnahmen seine Kariesaktivität beeinflussen. Folglich hängt der Verlauf des kariösen Prozesses entscheidend vom Patienten ab (Kidd, 2011; Hintze et al., 1999). Die Qualität einer Untersuchungsmethode wird durch die Reliabilität und Validität charakterisiert. Die Reliabilität bezeichnet die Wiederholbarkeit von Testresultaten. Mit der Validität lässt sich eine Aussage darüber treffen, wie gut eine Erkrankung sicher detektiert oder ausgeschlossen wird (Testa und Simonson, 1996; Rugg-Gunn und Holloway, 1974). Zur Quantifizierung der Validität dienen dabei die Parameter Sensitivität und Spezifität. Die Sensitivität bezeichnet die Wahrscheinlichkeit, einen vorhandenen positiven Sachverhalt mithilfe eines positiven Testergebnisses festzustellen. Es handelt sich um den Anteil der als richtig positiv erfassten Zustände an allen vorliegenden positiven Sachverhalten (Saah und Hoover, 1997; Testa und Simonson, 1996). Kariöse Zahnhartsubstanz wird demnach als solche erkannt. Die Spezifität ist die Wahrscheinlichkeit, einen vorliegenden negativen Sachverhalt (keine Karies vorhanden) durch ein negatives Testergebnis zu erkennen. Es handelt sich um den Anteil der richtig negativ erkannten Zustände an allen tatsächlich vorhandenen negativen Sachverhalten. Eine gesunde Zahnfläche wird als gesund erkannt (Saah und Hoover, 1997). Zur Diagnose der Approximalkaries dienen die klinische Untersuchung, Bissflügel- Röntgenbilder, erstellt durch konventionelles Zahnfilmröntgen oder digitale Röntgenverfahren, sowie Fiberoptiktransillumination (FOTI) (Lussi, 1998; Choksi et al., 1994). Heutzutage wird keine spitze Sonde mehr zur Diagnostik verwendet. Mit der Sonde kann nämlich die Oberflächenschicht einer Initialkaries irreversibel beschädigt und damit ein Fortschreiten der Läsion begünstigt werden (Neuhaus et al., 2009a; Lussi und Francescut, 2003; Ekstrand et al., 1987). Lussi (1993) verglich unterschiedliche Methoden zur Diagnose einer Fissurenkaries ohne Kavitation. Es ergab sich bei der

16 10 Inspektion alleine eine Sensitivität von 12 %, bei einer Kombination von Inspektion und Verwendung einer Sonde lag sie bei 14 %. Grundlegend für die klinische Untersuchung sind eine gute Beleuchtung und trockene und saubere, nicht von Plaque bedeckte Zähne. Approximale Schmelzkaries sowie kleinere Dentinläsionen sind klinisch meist nur dann festzustellen, wenn die Sicht auf die betreffenden Zähne nicht eingeschränkt ist. Eine zuverlässige Diagnose ohne weitere Hilfsmittel ist folglich nur möglich, wenn der jeweilige Nachbarzahn fehlt (Nyvad et al., 1999). Die Verwendung eines orthodontischen Separiergummis, welcher vor der Diagnose für einige Tage zwischen die jeweiligen Zähne gelegt und für mehrere Tage in situ belassen wird, ermöglicht es eine Kavitation der Approximalfläche zu erkennen (Lussi, 1998; Rimmer und Pitts, 1990). Dieses Vorgehen erfordert jedoch einen zusätzlichen Termin zur Platzierung des Separiergummis und es ist nicht immer garantiert, dass die Zähne für die Diagnose ausreichend separiert werden (Hintze et al., 1998). Neben der klinischen Untersuchung sind Bissflügel-Röntgenaufnahmen hilfreich, da sie eine Beurteilung des nicht einsehbaren Approximalraumes zulassen. Die Aufnahme erfolgt in der Paralleltechnik und es ist zu beachten, dass der Zentralstrahl orthoradial durch die Zahnzwischenräume geht. Bei einer abweichenden Einstellung können sonst Überlagerungen auftreten, die die Beurteilung erschweren. Eine Läsion, die bei der visuellen Inspektion aufgrund einer scheinbar intakten Oberfläche nicht erkannt wurde, aber mit Hilfe der Bissflügel-Aufnahme festgestellt wird, bezeichnet man in diesem Zusammenhang als hidden caries (Ricketts et al., 1997). Mit Bissflügel-Röntgenaufnahmen können approximale Läsionen grundsätzlich früher erkannt werden, als mit der Inspektion alleine (Hintze und Wenzel, 1994). Dabei ist die Sensitivität bei der Erkennung okklusaler und approximaler kariöser Läsionen, die bis in das Dentin reichen, verglichen mit der Inspektion, recht hoch (Hintze und Wenzel, 1994). Sie betrug in In-vitro-Studien bei richtiger Projektion zwischen 50 und 70 % (Wenzel, 2004). Jedoch ist zu beachten, dass die Sensitivität für approximale Läsionen, die nur den Schmelz betreffen, geringer ist. Somit sind auch der Nutzen bzw. die Brauchbarkeit dieser Methode zur Beurteilung solcher Läsionen eingeschränkt (Neuhaus et al., 2009a; Wenzel, 2004; Hintze et al., 1999, 1994).

17 11 Werden in bestimmten Zeitabständen Bissflügel-Aufnahmen erstellt, kann anhand dieser das Läsionsverhalten über einen längeren Zeitraum beurteilt werden. Es kann festgestellt werden, ob die bisher angewendeten Prophylaxemaßnahmen ausreichend sind, um die initiale Läsion nicht weiter voranschreiten zu lassen oder weitere eventuell auch invasive Maßnahmen erforderlich sind (Kidd, 2011; Neuhaus et al., 2009a, Hintze et al., 1999). Auch hier ist auf eine richtige und möglichst reproduzierbare Einstellung des Zentralstrahls zu achten (Kidd, 2011; Hintze et al., 1999). Die Aufnahmen können entweder durch konventionelles Zahnfilmröntgen oder durch digitale Verfahren gewonnen werden, wobei die Genauigkeit beider Methoden vergleichbar ist und keine signifikanten Unterschiede bestehen (Haak et al., 2001). Zwar haben ausgedruckte Aufnahmen beim digitalen Verfahren eine etwas schlechtere Qualität (Neuhaus et al., 2009a), aber es ergeben sich entscheidende Vorteile. Die Strahlendosis kann reduziert werden und es ist keine chemische Entwicklung mehr nötig, was Zeit spart. Außerdem kann digital der Kontrast erhöht werden und die optische Dichte verändert werden, um gegebenenfalls die Auswertung zu erleichtern (Neuhaus et al., 2009a; Bhaskaran et al., 2005). Bei beiden Aufnahmemethoden können bestimmte Effekte falsch-positive Ergebnisse bedingen, so z.b. das Feststellen einer kariösen Läsion obwohl keine vorhanden ist. Dazu zählt der Mach-Band-Effekt, der auf einer verstärkten Kontrastwahrnehmung beruht, welche durch laterale Hemmung beim Sehvorgang zustande kommt: An einer Grenze zwischen einer hellen und einer dunklen Fläche, erkennt man auf der dunklen Seite der Grenze einen noch dunkleren Streifen, auf der hellen Seite einen helleren Streifen. Dies kann dazu führen, dass man an der Schmelz-Dentin-Grenze eine Radioluzenz feststellt, obwohl eigentlich keine Läsion des Dentins vorliegt (Neuhaus et al., 2009a; Berry, 1983). Beim Burn-out-Effekt werden Radioluzenzen an der Schmelz-Zement-Grenze sichtbar. Zahnhalsregionen erscheinen demnach als Aufhellungszonen und werden fälschlicherweise als kariöse Läsionen interpretiert (Berry, 1983). Neben diesen Faktoren hängt die Auswertung der Aufnahme auch von der Erfahrung des Zahnarztes ab (Mileman und van den Hout, 2002). Für eine zuverlässige Diagnose sollten Röntgenbilder möglichst standardisiert aufgenommen, entwickelt und betrachtet werden (Lussi, 1998). Insbesondere mit Hinblick auf das Kariesmonitoring sollten die Aufnahmen gut reproduzierbar sein, weshalb man mit Film-Haltern sowie standarisierten Belichtungszeiten und

18 12 Strahlendosen arbeiten sollte (Kidd, 2011; Wenzel, 2004; Lussi, 1998). Es ist wichtig festzustellen, ob ein Oberflächeneinbruch (Kavitation) vorliegt, um sich entweder für intensivierte Prophylaxe oder eine invasive Therapie zu entscheiden (Kidd, 2011; Hintze et al., 1999). Grundsätzlich wird die tatsächliche Ausdehnung initialer Kariesläsionen anhand der Bissflügel-Aufnahme unterschätzt. So kann histologisch eine frühe initiale Läsion vorliegen, auch wenn röntgenologisch keine approximale Karies zu erkennen ist (C0) (Neuhaus et al., 2009a; Hintze et al., 1999; Hintze und Wenzel, 1994). Mithilfe von Elektronenmikroskopie konnte in einer Studie gezeigt werden, dass 97 % von approximalen Läsionsoberflächen, die nach den radiologischen Aufnahmen nur bis zum äußeren Schmelz reichten, Mikrokavitäten und Oberflächendiskontinuitäten aufwiesen (Kielbassa et al., 2006). Es wurden Kavitationen in einer bedeutend höheren Zahl als bisher berichtet gefunden und als mögliche Erklärung für das langsame Fortschreiten kleiner Röntgenaufhellungen angeführt. In der Schlussfolgerung werden deshalb kurze Kontrollintervalle empfohlen, wenn man sich bei kleinen Röntgenaufhellungen zu einer präventiven Behandlung entschließt. Zusammenfassend verfolgt die Anfertigung intraoraler Bissflügel-Aufnahmen bzw. die röntgenologische Befundung der Approximalflächen insbesondere folgende Ziele: Rückversicherung bei bestehendem Kariesverdacht, Erkennen einer approximalen Läsion und Einschätzung des Ausmaßes der Demineralisation, Kariesmonitoring, Kariesscreening sowie Überprüfung vorhandener, in den Approximalraum reichender Füllungen (Haak et al., 2001; Ratledge et al., 2001; Hintze et al., 1999). Eine weitere Methode zur Kariesdiagnose im Approximalbereich stellt die Fiberoptiktransillumination (FOTI) dar, bei der nach Schattenbildungen bei Durchstrahlung des Zahnes bzw. der Approximalkontakte mit Halogenlicht gesucht wird. Demnach dient hier das veränderte Lichtbrechungsverhalten der pathologischen Hartsubstanz zur Detektion der Karies (Neuhaus et al., 2009a). FOTI kann vor allem bei Fronzähnen und Approximalflächen, bei denen keine Beeinträchtigung durch angrenzende nicht zahnfarbene Füllungen vorhanden ist, benutzt werden (Stephen et al., 1987). Sie erlaubt eine dreidimensionale Betrachtung der Zähne bzw. kariösen Läsionen. Dabei wird das Prinzip der Lichtstreuung genutzt, um den Kontrast zwischen gesundem und kariösem Schmelz zu erhöhen. Die Bestrahlung erfolgt auf einer Seite

19 13 der Zähne. Der Transmissionsgrad, gewissermaßen die durchgelassene Lichtintensität - das Licht wird teilweise auch reflektiert- wird dann festgestellt. Die Messung erfolgt bei Frontzähnen auf der gegenüberliegenden Seite oder bei den Prämolaren und Molaren okklusal (Neuhaus et al., 2009a; Stephen et al., 1987). Licht wird in demineralisiertem Schmelz stärker gestreut als in gesundem, sodass bei Durchleuchtung weniger Licht aus diesem Bereich austritt. Demnach liegt ein geringerer Transmissionsgrad vor und eine Läsion erscheint dunkel vor einem hellen Hintergrund (Neuhaus et al., 2009a). Allerdings ist auch hier eine ausreichende Erfahrung für die Beurteilung des Erscheinungsbildes nötig (Neuhaus et al., 2009a; Lussi, 1998) und die Sensitivität für Läsionen, die bis ins Dentin reichen, ist höher als für Schmelzläsionen (Holt und Azevedo, 1989). Peers et al. (1993) verglichen in einer In-vitro-Studie die Diagnosemethoden Inspektion, Bissflügel-Röntgenaufnahme und FOTI zur Detektion von Approximalkaries, die bis ins Dentin reichte. Für alle drei Methoden betrug die Spezifität 0,95, während die Sensitivität für die Inspektion 0,38, für die Bissflügel- Röntgenaufnahme 0,59 und für die FOTI 0,67 betrug. Aus den Ergebnissen schlossen die Untersucher, dass die Validität von FOTI die von Bissflügel-Röntgenaufnahmen erreichen konnte und beide Methoden der Inspektion alleine überlegen waren. Um solche hohen Werte für die Sensitivität und Spezifität für die FOTI zu erhalten, ist allerdings eine hinreichende Übung bzw. Erfahrung nötig (Neuhaus et al., 2009a; Lussi, 1998). In anderen Studien lag die Sensitivität für FOTI zwischen 50 und 85 % (Neuhaus et al., 2009a; Vaarkamp et al., 2000; Holt und Azevedo, 1989). Vaarkamp et al. (2000) stellten fest, dass die Spezifität für FOTI und Bissflügel-Röntgenaufnahmen ungefähr gleich hoch war (zwischen 0,99 und 1), aber die Sensitivität für FOTI weitaus geringer war (0,5-0,7 im Gegensatz zu 0,71-1 bei Bissflügel-Röntgenaufnahmen). Da bei dieser nicht-invasiven Methode keine ionisierende Strahlung verwendet wird, kommt es im Gegensatz zur Anfertigung von Bissflügel-Aufnahmen zu keiner Strahlenbelastung. Somit kann diese Technik auch bei schwangeren Patientinnen bedenkenlos angewendet werden. Außerdem eignet sie sich für Patienten mit Engstand im Seitenzahnbereich. In solchen Fällen können bei Bissflügel-Aufnahmen leicht Überlappungen auftreten, die keine richtige Auswertung der Bilder zulassen. FOTI kann im Sinne einer Momentaufnahme bei der Entscheidung für präventives oder invasives

20 14 Vorgehen hilfreich sein, eignet sich aber nicht wie Bissflügel-Aufnahmen für eine Verlaufskontrolle der kariösen Läsion (Wenzel, 2004). Neben den oben genannten traditionellen Diagnoseverfahren gibt es auch neure Hilfsmittel für die Kariesdiagnose im Approximalbereich: Beim Laserfluoreszenz- System (DIAGNOdent, KaVo, Biberach, Deutschland) wird die Zahnoberfläche mit monochromatischem Licht der Wellenlänge 655 nm bestrahlt und die hierdurch in der Zahnhartsubstanz erzeugte Fluoreszenzstrahlung gemessen (Neuhaus et al., 2009b; Hibst et al., 2001). Die zugeführte Strahlungsenergie bewirkt einen Übergang der Moleküle in einen angeregten Zustand. Zum Erreichen des Grundzustandes geben sie Energie teilweise in Form von Fluoreszenzstrahlung ab. Dies erfolgt sowohl in der gesunden Zahnhartsubstanz als auch in speziellen Fluorophoren der kariös veränderten Zahnhartsubstanz. Fluorophore sind Partikel, die fluoreszieren, wenn sie durch Licht (elektromagnetische Strahlung) einer bestimmten Wellenlänge erregt werden. Dabei ist heute bekannt, dass neben den organischen und anorganischen Bestandteilen der Zahnhartsubstanzen auch die Metabolite von oralen Mikroorganismen das Laserlicht absorbieren. So führen bei einer Beleuchtung mit Licht der Wellenlänge 655 nm die bakteriellen Porphyrine, organisch-chemische Farbstoffe, nach Lichtabsorption zur roten Fluoreszenz von kariösem Dentin (Jablonski-Momeni et al., 2011; Neuhaus et al., 2009b; Lussi et al., 2004; Hibst et al., 2001). Grundlegend ist die Tatsache, dass veränderte Zahnhartsubstanzen in einem anderen Wellenlängenbereich fluoreszieren als gesundes Zahnmaterial. Dabei verhält sich die Fluoreszenz proportional zur Demineralisation, zum Porenvolumen und zur Läsionstiefe. Folglich fluoresziert kariöses Zahnhartgewebe stärker als gesunder Schmelz und gesundes Dentin (Neuhaus et al., 2009b; Lussi et al., 2004; Hibst et al., 2001). Infolge der Demineralisation ist das Hartsubstanzgefüge inhomogener, was eine stärkere Lichtstreuung bedingt. Dementsprechend regen mehr Lichtstrahlen die Moleküle in der kariösen Zahnhartsubstanz an, was eine stärkere Fluoreszenz bewirkt. Da außerdem die bakteriellen Metabolite die Fluoreszenz positiv beeinflussen, verhält sich diese auch proportional zur vorhandenen Bakterienmenge. Der jeweiligen Fluoreszenzstrahlung ist ein bestimmter Zahlenwert zugeordnet (Neuhaus et al., 2009b). In Abhängigkeit der Anzeigewerte erhält der Zahnarzt so Hinweise für die Therapie. Für das Gerät DIAGNOdent pen 2190 (DIAGNOdent,

21 15 KaVo, Biberach, Deutschland) empfiehlt der Hersteller unter Berücksichtigung des individuellen Kariesrisikos je nach gemessenem Wert bestimmte Therapiemaßnahmen. Befinden sich bei Anwendung im Fissurenbereich die Messergebnisse zwischen Null und 24, werden Prophylaxemaßnahmen empfohlen. Bei Werten über 24 wird ein restauratives Vorgehen angeraten. Im Approximalbereich werden bei Messergebnissen zwischen Null und 15 Prophylaxemaßnahmen, bei Werten über 15 restaurative Maßnahmen empfohlen. Der Patient sollte klinisch untersucht werden. Falls dann Zweifel bezüglich des Zustandes einer Approximalfläche bestehen, können weitere Diagnosemittel zur Hilfe genommen werden. Liegt also ein Verdacht auf eine Karies vor, der sich durch die Inspektion alleine nicht bestätigen lässt, sollte erst dann das Lasergerät als zusätzliches objektives Hilfsmittel eingesetzt werden (Neuhaus et al., 2009b; Lussi und Francescut, 2003). Für dieses Verfahren ist es unbedingt erforderlich, dass die untersuchten Flächen sauber sind, da sonst Plaque oder Zahnstein durch ihre Fluoreszenz die Messergebnisse verfälschen können (Lussi et al., 2006a). Außerdem sollte berücksichtigt werden, dass bei okklusalen Flächen Zahnpasta und Reste von Fluoridgelen bzw. -lacken auf der Zahnoberfläche (Lussi und Reich, 2005) das Messergebnis beeinflussen können. Bei der Detektion von Approximalkaries kann der Zustand des Nachbarzahnes (z.b. vorhandene Restaurationen bzw. Füllungsmaterialien) das Ergebnis verändern (Lussi et al., 2006a, b). Diese Faktoren können teilweise zu falsch-positiven Ergebnissen führen (Neuhaus et al., 2009b; Lussi et al., 2006a, b; Lussi und Reich, 2005). Das Laserfluoreszenz-System eignet sich zur Bestimmung von Fissuren- und Grübchenkaries, also für okklusale Flächen, wobei grundsätzlich tiefe kariöse Schmelzbzw. Dentinläsionen besser erfassbar sind, als oberflächliche initiale Schmelzläsionen (Neuhaus et al., 2009b). Übersichtsarbeiten zeigten, dass das Laserfluoreszenz-System eine größere Sensitivität, jedoch eine geringere Spezifität als die Inspektion bei der Untersuchung der Okklusalflächen aufwies (Bader und Shugars, 2004; Lussi et al., 2004). Für den Approximalbereich steht zwar auch ein relativ neues System zur Verfügung, jedoch sind vergleichsweise wenige In-vitro- und In-vivo-Studien durchgeführt worden, die dessen Anwendbarkeit überprüfen. Mendes et al. (2005) untersuchten in vitro die Anwendbarkeit des DIAGNOdent-Gerätes zur Erkennung und

22 16 Quantifizierung von Glattflächenkaries an Milchzähnen. Sie verwiesen darauf, dass sich das Laserfluoreszenz-System besser zur Diagnose von Dentinkaries als von initialer Schmelzkaries eigne. Lussi et al. (2006a) führten eine In-vitro-Studie durch, in der das Laserfluoreszenz-System an Approximalflächen verwendet wurde. Aus den Ergebnissen schlossen sie, dass diese Methode sich nicht nur zur Diagnose eigne, sondern wegen der guten Reproduzierbarkeit auch zur Verlaufskontrolle von Approximalkaries eingesetzt werden könnte. Eine klinische Validierung ist noch nicht erfolgt. Iwami et al. (2006) stellten fest, dass sich das DIAGNOdent auch zur Diagnose von kariösem Dentin bei der Entfernung der kariösen Zahnhartsubstanz eignen könnte. Zu diesem Zweck können auch Karies-Indikatoren, die infiziertes kariöses Dentin anfärben, verwendet werden. Die Beurteilung der Farbintensität ist jedoch stark vom Behandler abhängig, also subjektiv und zudem nicht besonders präzise. Im Gegensatz dazu kann man bei Verwendung des DIAGNOdents während der Exkavation eine objektive, in Zahlenwerten ausgedrückte Bewertung des kariösen Dentins erhalten (Iwami et al., 2006). Eine weitere Methode zur Kariesdiagnose ist die Digitale Subtraktionsradiographie (DSR). Es werden zu unterschiedlichen Zeitpunkten zwei digitale intraorale Bissflügel- Röntgenaufnahmen von dem zu untersuchenden Bereich angefertigt, wobei die Projektionseinstellungen möglichst gleich sein sollen. Im Anschluss erfolgt eine computergestützte Analyse, bei der eine Subtraktion der Grauwerte der Ausgangs- und Folgeröntgenaufnahme vorgenommen wird. Die Grauwerte der Erstaufnahme werden dabei von denen des Zweitbildes abgezogen. Alle unveränderten Strukturen sollen dadurch mehr oder weniger ausgeblendet werden. Hingegen können hartgewebliche Veränderungen durch zusätzliche Kontrastverstärkung sichtbar gemacht und quantitativ erfasst werden. Diese Vorgehensweise ermöglicht die Verlaufskontrolle approximaler und okklusaler kariöser Läsionen, die bis ins Dentin reichen (Neuhaus et al., 2009b; Ricketts et al., 2007; Eberhard et al., 2000). Martignon et al. (2006) verwendeten die DSR zur Verlaufskontrolle in einer Studie, in der (aktive) approximale Initialläsionen mit Fissurenversieglern behandelt wurden. Nach Auswertung der Ergebnisse betonten sie den Nutzen dieser Methode zur Beurteilung der Läsionsprogression. Als problematisch bei solchen Aufnahmeserien erwies sich die Reproduzierbarkeit der Geometrie und Densitometrie, der quantitativen Messung der Farbdichte bzw. der

23 17 Farbmenge pro Flächeneinheit. Bei einer nicht linearen Grauwertverteilung der Vergleichsaufnahmen erhält man nur mangelhafte, wenig aussagekräftige Subtraktionsergebnisse. 2.6 Prävalenz der Karies Bevor auf die Kariestherapie eingegangen wird, erscheint es sinnvoll sich einen Überblick über die Prävalenz der Karies in Deutschland zu schaffen. Hierzu bietet die vierte Deutsche Mundgesundheitsstudie (DMS IV; Kern et al., 2006) aus dem Jahr 2005 eine gute Grundlage. Im Vergleich mit den Erhebungen der 1997 durchgeführten dritten Deutschen Mundgesundheitsstudie (DMS III; Micheelis und Reich, 1999) zeigt sich, dass sich die Zahngesundheit in Deutschland generell verbessert hat. Dies wird auf erfolgreiche präventive Vorsorgemaßnahmen und gute zahnärztliche Versorgung zurückgeführt. In der DMS IV (Kern et al., 2006) wurde zwischen vier Altersgruppen unterschieden: Kinder (12-Jährige), Jugendliche (15-Jährige), Erwachsene (35- bis 44- Jährige) sowie Senioren (65- bis 74-Jährige). Zur Messung des Kariesbefalls diente der DMF-T-Index. Der DMF-T-Index summiert die Anzahl der Zähne (Teeth) im bleibenden Gebiss, die zerstört (Decayed), aufgrund von Karies bereits verloren gegangen (Missing) oder gefüllt (Filled) sind (Kern et al., 2006). Die Milchzähne wurden in der Kindergruppe nicht untersucht. Dementsprechend lag in dieser Untersuchung kein dmf-t-index für das Milchgebiss vor. Die Studie zeigte eine Reduktion der DMF-T-Indizes bei Kindern und Erwachsenen im Vergleich zu früheren Jahren auf. Die Gruppe der Jugendlichen wurde erstmalig in der Studie von 2005 aufgenommen, sodass kein Vergleich mit früheren Werten möglich ist. Die Anzahl der bleibenden Zähne mit Karieserfahrung nahm demnach in allen untersuchten Altersgruppen ab. Betrug der mittlere DMF-T bei bis zu zwölfjährigen Kindern im Jahr ,21, so lag er 2005 bei 0,7. Aufgrund der erhobenen Daten ist davon auszugehen, dass dieser Kariesrückgang auf regelmäßige zahnärztliche Kontrolluntersuchungen und eine Zunahme der durchgeführten Fissurenversiegelungen zurückgeführt werden kann. Fast drei Viertel der in der DMS IV untersuchten Kinder hatten versiegelte Molaren und einen DMFT-Wert von 0,6, während die Kinder ohne Fissurenversiegelungen einen Wert von 1,1 hatten. Ein

24 18 Rückgang liegt auch bei der Erwachsenengruppe vor: Hier betrug der mittlere DMF- T-Wert ,1 und im Jahr ,5. Neben diesen Ergebnissen der DMS IV können mit Hinblick auf den dmf-t-index für Milchzähne Daten herangezogen werden, die im Auftrag der Deutschen Arbeitsgemeinschaft für Jugendzahnpflege e. V. (DAJ) seit 1994 gesammelt werden. Diese demonstrieren einen Kariesrückgang bei den Milchzähnen in der Gruppe der 6- bis 7-Jährigen. Lag 1994/95 der mittlere dmf-t-wert dieser Gruppe (in Deutschland) bei 2,89, betrug er ,16, was einem Kariesrückgang von 25,3 % in diesem Zeitraum entspricht (Pieper, 2005). Auch in den darauffolgenden Jahren nahm die Kariesprävalenz bei den 6- bis 7-Jährigen weiter ab, sodass der mittlere dmf-t-wert 2009 bei 1,87 lag (DAJ, 2009; Pieper, 2010). Das an Bedeutung zunehmende Grundkonzept einer präventionsorientierten und möglichst wenig invasiven Zahnheilkunde geht einher mit dem Ziel die Zähne bzw. Zahnsubstanz so lange wie möglich zu erhalten. Folglich verschiebt sich der Zahnverlust zunehmend ins höhere Alter (Kern et al., 2006). Die Zähne sind jedoch mit zunehmendem Lebensalter einem steigenden Risiko für Wurzelkaries und Parodontalerkrankungen ausgesetzt. So stieg das Vorkommen von Wurzelkaries im Zeitraum von 1997 bis 2005 in der Erwachsenengruppe um 9,7 %, bei den 65- bis 74- jährigen Senioren um 29,5 % an. Zudem ist seit 1997 eine Zunahme der schweren Formen der Parodontalerkrankungen festzustellen. Insgesamt verweist die Deutsche Gesellschaft für Zahn- Mund- und Kieferheilkunde (DGZMK) auf die verbesserte Zahngesundheit in Deutschland, die auf erfolgreiche präventive Maßnahmen und gute zahnärztliche Versorgung zurückgeführt wird (Kern et al., 2006). Wie oben erwähnt, kann im Rahmen der Kariestherapie zwischen nicht invasivem präventivem und invasivem Vorgehen unterschieden werden. Die Pfeiler der Kariesprävention bilden die Ernährungslenkung, Fissurenversiegelung, Anwendung fluoridhaltiger Kariostatika und Mundhygienemaßnahmen (Pieper und Momeni, 2006). Ein individueller Behandlungsplan kann unter anderem das Kariesrisiko, das Alter des Patienten und den Zustand der betroffenen Zahnflächen berücksichtigen. Der Patient kann zwar durch seinen Zahnarzt zu einer zahngesunden Ernährung, zur kontrollierten Anwendung fluoridhaltiger Kariostatika sowie zu richtigen und

25 19 regelmäßigen Mundhygienemaßnahmen angehalten werden, doch ist der Erfolg dieser Präventionsmaßnahmen neben der Kariesaktivität letztendlich vom Verhalten des Patienten bzw. seiner Einstellung zur Mundhygiene abhängig (Zickert et al., 2000). Bei der Fissurenversiegelung hingegen hat das Mundgesundheitsverhalten des Patienten nur einen geringen Einfluss auf die Effektivität der Behandlung (Meyer- Lueckel et al., 2009). Es kann weitgehend unabhängig von Maßnahmen, die durch den Patienten selbst durchgeführt werden, zu einer Arretierung einer Initialläsion kommen. Dies trifft auch auf die Versiegelung von approximalen Läsionen zu. Hierbei können je nach Behandlungsmethode entweder Adhäsive und Fissurenversiegler appliziert werden oder es wird eine Kunststofffolie ( patch ) mithilfe eines Adhäsivs auf den Schmelz adaptiert. Bei beiden Ansätzen wird eine oberflächliche Diffusionsbarriere geschaffen. Ist es trotz Intensivprophylaxe nicht möglich, die Progression kariöser Initialläsionen zu verhindern, so war bisher ein invasives Vorgehen nötig. Dabei können minimalinvasive Maßnahmen ergriffen werden, die mit einer regelmäßigen Kontrolle der kariesgefährdeten Flächen einhergehen oder es erfolgt eine konventionelle invasive Therapie mit Entfernung der betroffenen Zahnhartsubstanz und Restauration mit einem Füllungsmaterial. 2.7 Behandlung der Karies Bei der bisherigen Behandlung der Karies können im Grunde genommen zwei Vorgehensweisen unterschieden werden: Präventive, nicht invasive Maßnahmen und invasives Vorgehen. Die Kariesprävention kann auf verschiedenen Ebenen erfolgen. Hierbei erfolgt, wie auch in der Allgemeinmedizin, eine Einteilung in Primär-, Sekundär- und Tertiärprävention. Die primäre Prävention dient der Krankheitsverhütung durch Beseitigung der ursächlichen Faktoren und der Förderung der Gesundheit. Bei der sekundären Prävention, der Krankheitsfrüherkennung, sollen Krankheiten und Risikofaktoren früh erkannt und beseitigt werden. Im Rahmen der tertiären Prävention, der Verhütung der Krankheitsverschlechterung, werden bereits symptomatisch gewordene orale Erkrankungen behandelt mit dem Ziel, Folgeschäden oder Rezidive zu vermeiden (Meyer-Lueckel, 2010; Whitaker, 2006). Da die hierbei durchgeführten rehabilitativen Maßnahmen z.b. eine minimalinvasive

26 20 Restaurationstechnik einschließen, ist diese Präventionsebene schon dem invasiven Vorgehen zuzuordnen. Die präventiven, nicht invasiven Maßnahmen erfolgen demnach auf der primären und sekundären Präventionsebene (Meyer-Lueckel, 2010). Die vier klassischen Säulen der nicht invasiven Kariesprävention bilden die Ernährungslenkung bzw. umstellung, Fluoridierungsmaßnahmen, Mundhygienemaßnahmen sowie die Fissurenversiegelung (Heinrich-Weltzien et al., 2008; Pieper und Momeni, 2006). Diese präventiven Maßnahmen sollen im Folgenden jeweils in ihren Grundzügen dargestellt werden. 2.8 Kariesprävention Ernährungslenkung Der Zahnarzt sollte sich über die Essgewohnheiten des Patienten informieren und ihn bezüglich des Ernährungsverhaltens beraten. Die Beratung sollte nicht nur mit Hinblick auf eine mögliche Umstellung der Ernährungsweise erfolgen, sondern auch das Bewusstsein des Patienten für eine zahngesunde Ernährung stärken (Kidd, 2010; Zickert et al., 2000). Einen wichtigen Nahrungsbestandteil in Zusammenhang mit der Karies stellen die niedermolekularen Kohlenhydrate dar, insbesondere Saccharose. Bei ihrer Spaltung wird Energie frei, die von den Plaquebakterien zur Säurebildung und Synthese intraund extrazellulärer Polysaccharide verwendet wird (Bowen et al., 1966; Stephan, 1944). Während die klebrigen extrazellulären Polysaccharide die Anheftung der Mikroorganismen an die Zahnoberfläche erleichtert und damit die Etablierung der Plaque fördert, dienen die intrazellulären Polysaccharide als Speicherkohlenhydrate. Die gebildeten organischen Säuren können bei ausreichender Wirkungsdauer die Zahnhartsubstanzen demineralisieren (Spatafora et al., 1995; Gibbons und Banghart, 1967). Mit Hinblick auf eine zahngesunde Ernährung ist nicht nur die Menge der zugeführten Kohlenhydrate zu beachten, sondern ebenso deren Aufnahmefrequenz. Denn eine häufige Aufnahme und damit längere Verweildauer der Kohlenhydrate in der Mundhöhle wirkt auch kariesfördernd, was durch die in Schweden durchgeführte Vipeholm-Studie (Gustafsson et al., 1954) belegt wird. Diese untersuchte über fünf