Seite 1 von 7 smartpearls Plus Die zum Patent angemeldete Neuentwicklung für die sub- & supragingivale Prophylaxe Einleitung: Das von der PRISMAN-Forschung neuentwickelte Prophylaxepulver smartpearls Plus ist völlig neuartig und auf Basis des nicht kariogenen Zuckers Tagatose. Dieses ist speziell für die schonende Reinigung des Zahns sowohl im sub- als auch supragingivalen Bereichs, sowie auch von Implantatoberflächen entwickelt worden. Zum einen zeigt das Prophylaxepulver smartpearls Plus eine hervorragende und schnelle Reinigungswirkung, zum anderen ist das Prophylaxepulver smartpearls Plus durch seine optimierte Korngröße und besonderen Teilchengeometrie besonders schonend für die Zahn- und Zahnwurzeloberfläche und zeigt eine herausragende Politurleistung. Der PRISMAN-Forschung ist es gelungen ein einzigartiges Prophylaxepulver zu entwickeln, dass eine besonders sanfte, extrem effektive und schnelle Prophylaxebehandlung ermöglicht. Durch die besonderen Korngeometrien des Prophylaxepulvers wird die Zahnoberfläche schon während der schonenden Reinigung poliert und eine zusätzliche Endpolitur der Zahnoberfläche ist dadurch überflüssig. Diese besonderen Eigenschaften führen zu einer kürzeren und angenehmeren Behandlung für den Patienten. Spezifische Produktinfos: A) homogener und sehr enger Korngrößenbereich für eine sehr gleichmäßige Strahl-Energie perfektes und gleichmäßiges Arbeiten möglich B) optimiertes Coating der Pulverteilchen für eine ideal zeitverzögerte Wasserlöslichkeit C) Pulver darf sich nicht zu schnell in Wasser und bei höherer Luftfeuchtigkeit auflösen oder verklumpen, muss sich aber bei Entsorgung über die Behandlungseinheiten in Wasser vollständig auflösen um Verstopfungen zu vermeiden. Das Pulver bleibt dadurch auch bei langer Lagerung sehr gut rieselfähig D) angenehme Geschmacksoptimierung bei den smartpearls durch ausgewogene natürliche Geschmackskomponenten und nicht kariogene Süßstoffe E) deutlich reduziertes Staubverhalten durch Vermeidung extrem kleinster Pulverteilchen und optimierter Formulierung F) keine Verstopfungsgefahr des Strahlgeräts und auch für alle Strahlgeräte universell geeignet perfektionierte Rieselfähigkeit und homogenes Coating G) keine Separation der Pulverkomponenten durch Transport und Lagerung Vermeidung von Entmischungseffekten und Inhomogenitäten Dadurch unterscheiden sich die PRISMAN Pulver in vielen Qualitätspunkten im Vergleich zu Mitbewerbern im Markt sehr positiv und erkennbar deutlich. Ergebnisse: Der Anspruch der PRISMAN-Forschung war es ein neues Prophylaxepulver zu entwickeln, welches im sub- und supragingivalen Bereich eingesetzt werden kann, eine hervorragende Reinigungsleistung unter minimalen Zeitaufwand mit sich bringt, jedoch besonders schonend zum Patientenzahn ist. Für die Entwicklung eines Prophylaxepulvers mit den obengenannten Eigenschaften spielen mehrere essentielle Faktoren eine Rolle: die Abrasivität der Teilchen, die optimale Korngrößenverteilung, die Geometrie der Teilchen, die Reinigungswirkung, die Politurwirkung sowie der Smooth-Effekt. Eigenschaften des Monosaccharids Tagatose:
Seite 2 von 7 Das spezielle Monosaccharid Tagatose weist einen sehr niedrigen Glykämischen Index (GI) auf und ist auch für Diabetiker geeignet. Tagatose ist nicht kariogen und sehr zahnfreundlich. Es zeigt eine hohe Verträglichkeit und wirkt nicht abführend beim Verschlucken. Tagatose ist weiterhin nicht hygroskopisch und zeigt ein exzellentes Sprühverhalten, es kommt zu keinem Zusammenbacken des Pulvers im Strahlgerät. Tagatose hat einen angenehmen süßlichen Geschmack und wirkt, anders als Glycin, auf manche Patienten nicht sensibilisierend. All diese Eigenschaften eignen sich hervorragend für die Verwendung des Monosaccharids Tagatose als Prophylaxepulver für alle Anwendungen. Abrasivität: Das neuentwickelte Tagatose basierte Prophylaxepulver smartpearls Plus wurde mit verschiedenen bekannten sich auf dem Markt befindlichen Pulvern auf Natriumhydrogencarbonat-, Glycin-, Erythritolsowie Trehalosebasis verglichen. Pulver auf Natriumhydrogencarbonatbasis mit einer mittleren Korngröße von 40 μm sind in der Reinigung von Zahnschmelz am weitesten verbreitet. Natriumhydrogencarbonatpulver eignen sich aufgrund ihrer hohen Abrasivität jedoch nicht zur Reinigung von empfindlichen Zahnoberflächen, Zahnhälsen oder im subgingivalen Bereich. Das neuentwickelte Prophylaxepulver smartpearls Plus mit einer mittleren Korngröße von 15 μm ist weniger abrasiv als herkömmliche Pulver und weist eine hervorragende Reinigungs- und Politurwirkung auf, wie im Folgenden gezeigt wird. Die Abrasivität des Prophylaxepulver smartpearls Plus wurde mit im Handel erhältlichen Pulvern (Air- Flow Classic Comfort, Air-Flow Soft, Air-Flow Plus, Air-Flow Perio von der Firma EMS Electro Medical Systems SA, Schweiz; Lunos Gentle Clean, Lunos Perio Combi von der Firma Dürr Dental AG/Orochemie GmbH + Co.KG, Deutschland) verglichen, wie der Abbildung 5 zu entnehmen ist. Die Durchführung der Versuche erfolgte mit einem handelsüblichen Pulverstrahlgerät (Airflow handy 2+, EMS Electro Medical Systems SA, Schweiz). Zur Simulation der Zahnoberfläche kam das Polyetheretherketon PEEK, ein in der dentalen Prothetik eingesetztes Hochleistungspolymer, zum Einsatz. Die Düse des Pulverstrahlgeräts wurde im Abstand von 2 mm über der Polymeroberfläche arretiert und der Pulverstrahl 30 Sekunden bei einem Strahldruck von 4,0 bar aktiviert. Die Tiefe des durch das eingesetzte Pulver abgeschliffenen Bereichs der Polymeroberfläche diente als Maß für dessen Abrasivität. Um statistische Schwankungen zu berücksichtigen, wurde jeder Versuch fünfmal wiederholt. Der Wert von 10 entspricht der Abrasivität von Natriumhydrogencarbonat bei einer mittleren Korngröße von 40μm. Ein niedrigerer Zahlenwert entspricht einer geringeren Abrasivität (siehe Abbildung 5).
Seite 3 von 7 Abbildung 5: Vergleich verschiedener Prophylaxepulver: Das EMS Classic Pulver mit einer mittleren Korngröße von 40μm wurde auf einen Zahlenwert von 10 normiert. Sowohl die Teilchengröße, wie auch Materialeigenschaften der verschiedenen Pulver spielen eine Rolle in deren Abrasivität. Wie in Abbildung 5 zusehen, zeigt das neuentwickelte Prophylaxepulver smartpearls Plus eine sehr geringe Abrasivität gegenüber der Zahnoberfläche. Diese schonende Eigenschaft macht es besonders attraktiv für den Einsatz an Zahnoberflächen und Zahnhälsen. Wie Abbildung 5 zeigt, gibt es eine Korrelation zwischen der Korngröße und der Abrasivität. Je kleiner die Korngröße, je sanfter das Pulver. Zusätzlich spielt hier noch die Wahl des eingesetzten Materials eine Rolle. Beispielsweise weist das Pulver auf Glycinbasis mit einer mittleren Korngröße von 65 μm eine geringere Abrasivität als das Pulver auf Natriumhydrogenbasis mit einer mittleren Korngröße von 40μm auf. Hier spielen die Materialeigenschaften, wie Härte aber auch Teilchengeometrie eine tragende Rolle. Natriumhydrogencarbonat ist einer Mohshärte von 2,5-3 das härteste und abrasivste Pulver im Vergleich, gefolgt von Glycin mit einer Mohshärte von 2. Die Zucker Trehalose, Tagatose und der Zuckeralkohol Erythritol weisen eine Mohshärte von <2 auf. Korngröße und Teilchengeometrie: Wie in Abbildung 5 gezeigt, spielt die mittlere Korngröße des Prophylaxepulvers eine Rolle in der Abrasivität des Produktes. Für das Prophylaxepulver smartpearls Plus wurde eine mittlere Korngröße von 15μm eingestellt, da eine geringe Abrasivität gegenüber dem Zahnschmelz und dem empfindlichen Dentin angestrebt wurde. Wie in Abbildung 6 gezeigt, weist das Prophylaxepulver smartpearls Plus eine volumenbezogene mittlere Korngröße von d(50)=15 μm auf. Die Werte d(10)= 8 μm, d(90)= 33 μm beschreiben die sehr geringe Breite der volumenbezogenen Partikelgrößenverteilung. Abbildung 6: volumenbezogene Korngrößenverteilung ( d(50)=15 μm, d(10)= 8 μm, d(90)= 33 μm) des entwickelten Prophylaxepulver smartpearls Plus. Eines der zum Vergleich herangezogenen Pulver ist der Zuckeralkohol Erythritol (EMS Airflow Plus) mit einer Korngröße von 15μm (siehe Abbildung 5). Dieses Pulver zeigt eine höhere Abrasivität als das von der PRISMAN-Forschung entwickelte Prophylaxepulver smartpearls Plus mit einer Korngröße von 15μm. Daher wurden diese beiden Pulver auch mit einem Lichtmikroskop untersucht (siehe Abbildung 7). Hier konnte festgestellt werden, dass das Pulver EMS Plus auf Erythritolbasis (Abbildung 7, links) im Vergleich zum Prophylaxepulver smartpearls Plus auf Tagatosebasis (Abbildung 7, rechts) eine inhomogenere Zusammensetzung mit teilweise scharfkantigen, spitzen Teilchen zeigt. Des Weiteren zeigt die Untersuchung des Prophylaxepulver smartpearls Plus eine amorphere, rundere Teilchenstruktur als das Pulver EMS Airflow Plus auf Erythritolbasis (siehe Abbildung 7).
Seite 4 von 7 Abbildung 7: links: das Pulver EMS AIR-FLOW Plus auf Erythritolbasis mit einer mittleren Korngröße von 15μm. Rechts: das Prophylaxepulver smartpearls Plus auf Tagatosebasis mit einer mittleren Korngröße von 15μm. Diese Eigenschaft erklärt u.a. das weniger abrasive Verhalten des Prophylaxepulver smartpearls Plus, da durch diese spezielle Teilchenmorphologie die Pulverteilchen bei Aufprall auf die Zahnoberfläche zerbersten und ihre kinetische Energie direkt auf der Zahnoberfläche verteilt wird. Hierdurch kann trotz der niedrigen Abrasivität die exzellente Reinigungswirkung sehr gut erklärt werden. Reinigungswirkung: Die Reinigungswirkung des Prophylaxepulver smartpearls Plus wurde im Vergleich zu handelsüblichen Pulvern getestet. Hierfür wurde die Abtragung von Zahnbelägen simuliert. Die Durchführung der Versuche erfolgte mit einem handelsüblichen Pulverstrahlgerät (Airflow handy 2+, EMS Electro Medical Systems SA, Schweiz) und das Prophylaxepulver smartpearls Plus sowie die zu vergleichenden Pulver wurden auf eine beschichtete PEEK Platte gestrahlt. Hierbei wurden 1 cm x 1cm große Areale mit den jeweiligen Pulvern so lange behandelt, bis die Beschichtung vollständig von der Fläche entfernt war. Die dafür benötigte Zeit für die Reinigung der Fläche wurde gemessen. Um statistische Schwankungen zu berücksichtigen, wurde jeder Versuch zehnmal wiederholt. Zur besseren Vergleichbarkeit der Reinigungswirkung wurde dem Natriumhydrogencarbonatpulver mit einen Teilchendurchmesser von 40 μm, wie im Versuch zuvor, der Wert 10 zugeordnet. Die ermittelten Zeiten wurden auf den Wert 10 normiert. Je höher der Punktwert ist, umso besser ist die Reinigungsleistung (siehe Abbildung 8). Mit einem Wert von 17 zeigte das Prophylaxepulver smartpearls Plus im Vergleich zu dem getesteten Pulver die schnellste und effektivste Reinigungsleistung!
Seite 5 von 7 Abbildung 8: Vergleich der Reinigungswirkung verschiedener Pulver. Das Prophylaxepulver smartpearls Plus zeigt die schnellste und effektivste Reinigungsleistung Politureffekt Zur Beurteilung der Politurwirkung wurde zusätzlich die Optik und Haptik der Oberfläche nach der Abstrahlung des beschichteten Areals bewertet (siehe Reinigungswirkung). Auch hier wurde zur besseren Vergleichbarkeit dem Natriumhydrogencarbonatpulver mit einem Teilchendurchmesser von 40 μm der Wert 10 zugeordnet. Je kleiner der Punktwert ist, umso glatter und gleichmäßiger ist die gereinigte Oberfläche (siehe Abbildung 9). Abbildung 9: Vergleich der Politurwirkung verschiedener Pulver. Umso kleiner der Wert umso glatter die Oberfläche bzw. umso besser die Politurwirkung.
Seite 6 von 7 Das Prophylaxepulver smartpearls Plus zeigt eine hervorragende Reinigungs- und Politurleistung bei sehr geringer Abrasivität. Das Glycinpulver EMS Perio mit einem Teilchendurchmesser von 25 μm sowie das Erythritolpulver EMS Plus mit einem Teilchendurchmesser von 15 μm zeigten ein ähnliches Verhalten bei der Politur der Fläche, allerdings schnitten diese bei der Bewertung der Reinigungszeit und der Abrasivität im Vergleich zu dem Prophylaxepulver smartpearls Plus schlechter ab. Dieser Politureffekt macht eine abschließende Politur des Zahns nach der Bestrahlung überflüssig. Das stellt darüber hinaus eine erheblich Zeitersparnis für den Behandler dar. Smooth-Effekt Um die einzigartige Reinigungs- und Politurleistung des Prophylaxepulvers smartpearls Plus darzustellen, entwickelte die PRISMAN-Forschung extra hierfür den Smooth-Effekt : Dieser stellt ein Verhältnis zwischen der schnellen und schonenden Reinigungs- und der Politurleistung des Prophylaxepulvers smartpearls Plus der getesteten Pulvern her. Hierfür wurde der reziproke Wert des Verhältnisses des Politureffekts zur Reinigungswirkung ermittelt. Umso höher der Wert, umso größer ist der Smooth-Effekt, welcher die Kombination der Reinigungs- und Politurwirkung der jeweiligen getesteten Pulvern angibt. Auch hier schneidet das Prophylaxepulver smartpearls Plus mit dem höchsten Wert von 8.50 im Vergleich zu den anderen getesteten Pulvern am besten ab (siehe Abbildung 10). Abbildung 10: Vergleich des Smooth-Effekts verschiedener Pulver. Das Prophylaxepulver smartpearls Plus schneidet mit einem Wert von 8.50 im Vergleich zu den anderen getesteten Pulvern am besten ab. Tabellarischer Vergleich der Prophylaxepulver smartpearls Plus und EMS PLUS: Das Prophylaxepulver smartpearls Plus zeigt im direkten Vergleich zum Konkurrenzprodukt EMS PLUS eine geringere Abrasivität, eine bessere Reinigungsleistung und Reinigungsgeschwindigkeit sowie einen hervorragenden Smooth-Effekt.
Seite 7 von 7 Pulverart Abrasivität Starke Beläge Leichte Beläge Anwendung auf Dentin Anwendung auf Implantaten smartpearls Plus (Tagatose) + + + + + + + + + + + + EMS Plus (Erythrit) + + + + + + + + + + Pulverart supragingival subgingival Reinigungs- Geschwindigk. Politur Smooth-Effekt smartpearls Plus (Tagatose) + + + + + + + + + + + + + EMS Plus (Erythrit) + + + + + + + + + + Zusammenfassung Der PRISMAN-Forschung ist es gelungen ein neuartiges Prophylaxepulver, welches für den sub- und supragingivalen Bereich ideal geeignet ist und bei einer sehr geringen Abrasivität, eine hervorragende Reinigungs- und Politurleistung ausweist, zu entwickeln. Diese neuartige Entwicklung wurde daher von der PRISMAN-Forschung zum Patent angemeldet.