Kariesprophylaxe mit Hydroxylapatit für Kinder

Die tägliche Mundhygiene, insbesondere morgens und abends, und eine zahngesunde Ernährung sind die wichtigen Säulen, um Karies vorzubeugen [2–4]. Neben der Verwendung einer geeigneten Zahnbürste sollte eine Zahnpasta mit effektiven und aktiven Anti-Karies-Wirkstoffen verwendet werden [5–7]. Aus diesem Grund werden fluoridhaltige Zahnpasta-Formulierungen verwendet [7].

Ein dosisabhängiger Zusammenhang von Fluoriden wird diskutiert. Es wird angenommen, dass die Zugabe mehrerer Fluoridquellen zu besseren Ergebnissen führen könnte.

Hausen et al. haben allerdings gezeigt, dass die Verwendung mehrerer Fluoridquellen nicht zu einer gesteigerten kariespräventiven Wirkung führt [7]. Darüber hinaus versuchen viele Eltern, Fluorid zu vermeiden, weil Kinder einen Großteil der Zahnpasta verschlucken und dies zu Fluorosen und weiteren gesundheitlichen Folgen führen kann [8,9].

Folglich werden wirksame und sichere Alternativen zu Fluoriden in der Kariesprophylaxe benötigt. Kürzlich veröffentlichte klinische Studien haben die Wirksamkeit von Hydroxylapatit (HAP) in Bezug auf die Kariesprävention gezeigt [6,10–13]. HAP ist als biomimetischer bzw. bionischer Wirkstoff in Zahnpflegeprodukten bekannt [14,15].

Humaner Zahnschmelz besteht zu etwa 97% aus HAP [16]. Durch die Synthese von HAP kann es als remineralisierendes Mittel in Mundpflegeprodukten verwendet werden [17,18].

Die Einführung eines sicheren und gut akzeptierten Wirkstoffs zur Kariesprävention kann dazu beitragen, die nach wie vor hohe Kariesprävalenz bei Kindern zu reduzieren [2]. Da sich Fluorid als wirksam bei der Kariesprävention erwiesen hat, muss HAP mindestens so wirksam sein wie Fluorid. Die karieshemmende Wirksamkeit von HAP wurde in mehreren randomisierten klinischen Studien (in vivo) nachgewiesen, zudem haben In-situ-Studien seine remineralisierende Wirksamkeit gezeigt.

Eine kürzlich publizierte systematische Literaturübersicht und Meta-Analyse zeigt die Evidenz von HAP in der Kariesprophylaxe [6]. Als bekanntes Calciumphosphat kann HAP zudem als sicherer biomimetischer bzw. bionischer Wirkstoff angesehen werden [19].

Hydroxylapatit als Wirkstoff für die Kariesprophylaxe bei Kindern

Die Bedeutung von Hydroxylapatit in Zahnpflegeprodukten 

Es gibt unterschiedliche Zahnpflegeprodukte mit HAP als Wirkstoff. Hierzu zählen Zahnpasten, Mundspülungen, Zahnlotionen, Polierpasten, Whitening-Produkte und Zahnpflegegele. Die 1. klinische Studie zur Kariesprävention mit einer HAP-Zahnpasta wurde in Japan mit Schulkindern durchgeführt.

Diese placebokontrollierte Studie zeigte erstmalig die Wirksamkeit von HAP in der Kariesprophylaxe [20]. Diese Ergebnisse wurden in weiteren Studien, einschließlich randomisierter klinischer Studien, bestätigt [10–13,21,22].

Viele Zahnpasten enthalten Fluorid als kariesvorbeugenden Wirkstoff. Fluoride haben sich als wirksam bei der Vorbeugung von Zahnkaries erwiesen [7]. Wichtig zu wissen ist, dass die meisten der in Walsh et al. genannten klinischen Studien (ca. 80%) vor über 30 Jahren durchgeführt und veröffentlicht wurden [22].

Darüber hinaus sind viele der oft angenommenen Wirkweisen (z.B. die Entstehung von Fluorapatit und damit verbunden eine veränderte Säurelöslichkeit der Zähne) von Fluorid nicht eindeutig nachgewiesen [23]. Zudem ist bekannt, dass Fluoride Calcium- und Phosphationen aus dem Speichel benötigen, um wirksam zu sein [24]. Eine von Hausen et al. publizierte klinische Studie zeigte, dass die Kombination mehrerer Fluoridpräparate Zahnkaries nicht wirksamer verhindert als das Zähneputzen mit einer fluoridhaltigen Zahnpasta allein [7].

Es muss zudem beachtet werden, dass Fluorid bekanntermaßen ein toxisches Potenzial hat [25,26]. Aktuelle Studien zeigen auch, dass Fluoride bei Zahnspangen und Implantaten zu Korrosionen führen können [27–30].

Es ist darüber hinaus bekannt, dass kleine Kinder den größten Teil ihrer Zahnpasta verschlucken [31]. Vorsicht ist geboten, wenn Fluorid, z.B. aus Zahnpasten, regelmäßig verschluckt wird [31].

Studien aus Regionen, in denen Fluorid aus Trinkwasser aufgenommen wurde, zeigten häufig kognitive Auswirkungen (z.B. Verringerung des IQ), wenn Babys pränatal [8] oder auch postnatal [32] höheren Fluoridkonzentrationen ausgesetzt waren. Weitere Studien wurden veröffentlicht, die negative Auswirkungen von Fluorid auf die allgemeine Gesundheit zeigen [25,33–35].

Diese Daten zusammengenommen führten zu einer erhöhten Besorgnis über die kumulative Fluoridbelastung aus mehreren Quellen. Folglich werden sichere und wirksame Alternativen zu Fluoriden benötigt [6,9]. Eine Alternative können Wirkstoffe auf Calciumphosphatbasis sein [2,15].

Zahnpasten enthalten verschiedene Bestandteile [36]. HAP ist ein multifunktionaler Wirkstoff mit unterschiedlichen Anwendungsgebieten in der Prävention [15,36–38]. Ein wichtiger Parameter bei Zahnpasten und Mundspülungen im Hinblick auf die Mundgesundheit ist der pH-Wert [39].

Im gesunden Zustand liegt der pH-Wert der Mundhöhle bei ca. 7,2. Saure Bedingungen, insbesondere bei einem pH-Wert <5,5, können zu einer Demineralisation des Zahnschmelzes führen. Folglich sollte der pH-Wert von Mundpflegeprodukten nicht zu sauer (pH<7) sein. Während dies für HAP-haltige Mundpflegeprodukte gilt, haben viele fluoridhaltige Produkte für Kinder einen sauren pH-Wert (Tab. 1). 

Tab. 1: pH-Werte von kommerziell erhältlichen Zahnpasten, Mundspülungen und Gelen für Kinder (Auswahl).

Die Bedeutung der Verwendung von HAP in Zahnpasten wurde in mehreren klinischen Studien sowie in In-vitro-Studien gezeigt [6]. HAP ist nicht nur bei der Remineralisierung vom Zahnschmelz bei bleibenden Zähnen, sondern auch im Milchzahngebiss wirksam [40–42].

Darüber hinaus wurden zahlreiche Studien zur Remineralisierung von Dentin und Wurzelkaries durchgeführt [43–45]. Die Wirksamkeit wurde bei unterschiedlichen experimentellen Bedingungen nachgewiesen: remineralisierende Bedingungen, zyklische Demineralisation-Remineralisation-Modelle und auch unter Netto-Demineralisationsbedingungen [6].

Anti-Karies-Studien und Remineralisation mit Hydroxylapatit

Mehrere In-vitro-Studien haben gezeigt, dass HAP demineralisierten Zahnschmelz und Dentin remineralisiert und die Zähne vor Demineralisierung schützt [14,15]. Klinische Studien belegen, dass HAP ein geeigneter Wirkstoff für die Kariesprophylaxe ist. Fünf randomisierte kontrollierte Doppelblindstudien (sogenannte RCTs) kommen zu dem Schluss, dass HAP karieshemmende Eigenschaften hat [6,9–13,20].

Die 1. placebokontrollierte klinische Studie aus Japan zur Wirksamkeit von HAP als Anti-Karies-Wirkstoff wurde bereits im Jahr 1989 veröffentlicht [20]. Diese klinische Langzeitstudie über einen Zeitraum von 3 Jahren untersuchte den Karieszuwachs bei Schulkindern und wies eine signifikante Reduzierung von kariösen, fehlenden oder gefüllten (bleibenden) Zähnen (DMFT-Index) bei Verwendung einer HAP-Zahnpasta (5% HAP) im Vergleich zu einer Placebo-Zahnpasta nach. Zwei weitere randomisierte klinische Kariesstudien, in denen beginnende und proximale Karies gemessen wurden, zeigen signifikante Remineralisationseffekte von Karies nach der Verwendung von HAP-haltigen Zahnpflegeprodukten [12,13].

Beide klinische Studien erfassten den Karieszuwachs nach den modernsten Methoden mithilfe des ICDAS-Index („International Caries Detection and Assessment System“) [46]. Zudem wurde mithilfe von DIAGNOdent, einer objektiven Messmethode der Karies, die visuelle Untersuchung gestützt. Badiee et al. nutzten fluoridhaltige Zahnpasta als Positivkontrolle. Beide Zahnpasten – mit HAP bzw. mit Fluorid – führten zu einer signifikanten Remineralisation von Initialkaries nach Bebänderung [13].

Eine Langzeitstudie von Grocholewicz et al. verglich die remineralisierende Wirkung eines HAP-Gels (10% HAP) in Kombination mit einer Ozongastherapie. Als Einschlusskriterien wurde ein ICDAS-Score > Code 1 aktiver Kariesläsionen ausgewählt. Die Probanden wurden zufällig in 3 Gruppen eingeteilt (Gruppe I: nur HAP, Gruppe II: nur Ozon, Gruppe III: HAP + Ozon) und die Zähne nach 1 und 2 Jahren bewertet.

Die Studie zeigte nach dem 1. Jahr eine Verringerung initialer Kariesläsionen, die auch nach dem 2. Jahr beobachtet wurde. Bissflügel-Röntgenaufnahmen bestätigten die Remineralisation der Zahnschmelzoberfläche und der tieferen Schichten nach Anwendung von HAP. Die Autoren schlussfolgern zudem, dass die HAP-Anti-Karies-Wirkung durch die Anwendung von Ozongas zusätzlich unterstützt wird [12].

Zwei weitere aktuelle klinische Doppelblindstudien (RCTs) von Schlagenhauf et al. [11] und Paszynska et al. [10] bestätigen zudem, dass HAP-Zahnpasten wirksam in der Kariesprophylaxe sind, und zwar vergleichbar mit der Wirkung von fluoridhaltigen Zahnpasten. Als Einschlusskriterium wurde in beiden Studien ein ICDAS > Code 1 aktiver kariöser Läsionen bei Karies-Risikopatienten gewählt. Schlagenhauf et al. [11] kommt zu dem Schluss, dass eine Zahnpasta mit HAP (10% HAP) bei der Prävention von Karies bei Personen mit hohem Kariesrisiko (mit kieferorthopädischer Behandlung) nach 6 Monaten genauso wirksam ist wie eine fluoridhaltige Zahnpasta (1400 ppm Fluorid, als Aminfluorid und Zinnfluorid) [11].

Eine kürzlich publizierte, doppelt verblindete Multicenter-Studie von Paszynska et al. [10] untersuchte die kariespräventive Wirkung einer HAP-Zahnpasta (10% HAP) und zeigte eine Verbesserung in Bezug auf die Remineralisierung von Kariesläsionen im Milchzahngebiss. Die HAP-Zahnpasta war bei Kindern mit Milchzähnen genauso wirksam wie eine fluoridhaltige Zahnpasta [10]. Somit wurde nachgewiesen, dass die HAP-Zahnpasta der fluoridhaltigen Zahnpasta nach 1-jähriger Beobachtung im Bereich der Kariesprophylaxe nicht unterlegen war.

Die HAP-Gruppe zeigte eine tendenziell größere Reduktion bezüglich Schmelzkaries (ICDAS II ≥ Code 1) pro Fläche um 4,2% im Vergleich zur Fluoridgruppe. Basierend auf der obigen Übersicht kann geschlussfolgert werden, dass die Verwendung von HAP als Wirkstoff in Mundpflegeprodukten ein wirksames Mittel darstellt, um Karies vorzubeugen (Abb. 1). Die Studien bestätigen, dass Kinder und Erwachsene Mundpflegeprodukte mit HAP für die Kariesprophylaxe verwenden können.

Weitere Anwendungsbereiche von Zahnpflegeprodukten mit Hydroxylapatit

Neben den remineralisierenden Eigenschaften sind zahlreiche weitere positive Eigenschaften von HAP bekannt. So wurden Studien publiziert, die zeigen, dass HAP zu einer weißeren und helleren Zahnfarbe führt [47], empfindliche Zähne reduziert werden [22], die Zahnfleischgesundheit verbessert wird [48] und der Zahn vor Zahnerosionen/Säureangriffen geschützt wird [15]. Die 1. klinische Studie zur Wirksamkeit von HAP in der Vorbeugung von empfindlichen Zähnen wurde bereits im Jahr 1987 von Hüttemann und Dönges aus einer Arbeitsgruppe des Universitätsklinikums in Gießen publiziert [49].

Interessanterweise zeigte die HAP-haltige Zahnpasta eine bessere Wirkung in der Vorbeugung empfindlicher Zähne als das lokale Anästhetikum Benzocain. Eine systematische Literaturübersicht und Meta-Analyse von Hu et al. kommt zu dem Schluss, dass HAP-Zahnpasten am besten geeignet sind, empfindlichen Zähnen vorzubeugen [22]. Klinische Studien zeigen zudem, dass HAP-Zahnpasten die Zahnfleischgesundheit verbessern und die Plaqueanlagerung an die Zahnoberfläche minimieren [48,50,51].

Weitere In-situ-Studien zeigen, dass HAP-Mundspülungen genauso wirksam sind wie solche mit 0,2% Chlorhexidin [52,53]. Da HAP ein weißer partikulärer Feststoff ist, erscheinen die Zähne nach der Verwendung in Zahnpasten heller und weißer [47]. Eine aktuelle klinische Studie der Universitätsmedizin Mainz konnte darüber hinaus zeigen, dass Kinder mit MIH (Molaren-Inzisiven-Hypomineralisation) von einer Reduktion der Schmerzempfindlichkeit berichten, wenn eine HAP-haltige Zahnpasta verwendet wird [54].

Fazit

Mundpflegeprodukte auf HAP-Basis haben sich als sicher und wirksam in der Kariesprophylaxe erwiesen. Initiale Läsionen im Zahnschmelz und Dentin werden remineralisiert und der Zahn wird vor Abnutzung geschützt. Die Remineralisierung und Prävention von Karies wurde in zahlreichen Studien, u.a. in randomisierten klinischen Doppelblindstudien, nachgewiesen.

Ein weiterer Vorteil von HAP ist die Reduktion empfindlicher Zähne, auch bei Kindern mit MIH [22]. Da HAP selbst ein Calciumphosphat ist, ist dieser Wirkstoff sicher bei Verschlucken [19].