Prophylaxe


Strategien zur Kariesprävention – Mundspüllösungen

Petrischale mit Hemmhof im Bakterienrasen von S. sobrinus.
Petrischale mit Hemmhof im Bakterienrasen von S. sobrinus.

Eine ausreichende Fluoridverfügbarkeit und zahngesunde Ernährung können bei adäquater Zahn- und Mundhygiene eine physiologische Plaqueflora erhalten, die die Zahnhartgewebe vor einer Demineralisation schützt. Fluoride bewähren sich nicht nur im Schutz der Zahnsubstanz gegen Säureangriffe, sie hemmen auch bestimmte, schädliche Bakterien. Die vorliegende Studie untersucht, inwiefern verschiedene Kombinationen von fluoridhaltigen Zahnpasten und Mundspüllösungen in vitro eine antimikrobielle Wirkung erzeugen. Im Folgenden sind die Ergebnisse der Studie nachzulesen.

lorenzDie antimikrobielle Wirkung von Zahnpasten und Mundspüllösungen wurde für diese Studie in vitro mit dem Agar-Hemmhof-Test (AHT) untersucht. Einbezogen wurden 14 fluoridhaltige Zahnpasten und Mundspüllösungen, 6 mit und 8 ohne Zinkverbindungen (Zinksulfat, Zinkchlorid). Die antimikrobielle Wirkung gegenüber 15 Indikatorstämmen wurde getestet, und zwar bezüglich relevanter kariogener und parodontalpathogener Keime sowie Enterococcus faecalis (Indikatorkeim: allgemein geschwächtes Immunsystem), Staphylococcus aureus (Indikatorkeim: Gefährdung von Implantaten, Periimplantitis) und Candida albicans (Indikatorkeim: Mundschleimhauterkrankungen bzw. Prothesenstomatitis). Vorangegangene Berichte befassen sich mit der Verwendung fluoridhaltiger Zahnpasten [17] zur mechanischen Entfernung des Zahnbelages und Förderung der Remineralisation der Zahnhartgewebe sowie mit dem Einsatz von Mundspüllösungen* zur Unterstützung der Plaquereduktion [18,19]. Die vorliegende Auswertung widmet sich weiterführend einer möglichen nachhaltigen antimikrobiellen Wirkung von Mundspüllösungen bei Verwendung nach dem Zähneputzen. Durch die Auswahl und Paarbildung von Zahnpasta und Mundspüllösung mit Natriumfluorid bzw. Zinkchlorid bzw. Zinksulfat und dem Vergleich der Ergebnisse soll beleuchtet werden, ob Unterschiede in der antimikrobiellen Wirkung der gepaarten Zahnpasten und Mundspüllösungen vorliegen. Für die Untersuchung wurden folgende Hypothese angenommen: Zahnpasten und Mundspüllösungen mit gleichen Wirkstoffen unterscheiden sich in ihrer antimikrobiellen Effizienz kaum; die Verwendung einer Mundspüllösung nach dem Zähneputzen könnte eine nachhaltige Wirkung auf die Zahnund Mundhygiene haben.

Material und Methoden

Auswahl der Zahnpasten und Mundspüllösungen – Paarbildung

Zunächst soll zum besseren Verständnis nochmals auf den Agar-Hemmhof- Test eingegangen werden, auf dessen Ergebnissen die weiterführende Auswertung der Zahnpasta/Mundspüllösung-Paare basiert [17,18]. Fünfzehn verschiedene Indikatorkeime (Streptokokken: S. sanguinis, S. sobrinus, S. mutans; Laktobazillen: L. casei, L. coryniformis, L. plantarum; Aktinomyzeten: A. odontolyticus R, A. odontolyticus W, A. naeslundii; Parodontalpathogene: A. actinomycetemcomitans, F. nucleatum, P. gingivalis; Andere: S. aureus, E. faecalis, C. albicans) wurden jeweils standardisiert in 50 °C warmen Agar eingebracht und gut durchmischt. Unter aseptischen Bedingungen wurden nach Erstarren des Agar Reservoire mit einem Durchmesser von 10 mm ausgestanzt, die mittels einer Einwegspritze (Fa. Braun, 5 ml) mit 0,3 ml der ausgewählten Zahnpasta und Mundspüllösung beschickt wurden [11,32]. Die Abfüllmenge von 102 Zahnpasten wurde zuvor gewichtsmäßig kontrolliert und entsprach im Mittel 0,3 g (± 0,02 g) [32]. Als Negativkontrolle wurde sterile physiologische Kochsalzlösung mitgeführt und als Positivkontrolle 3%iges Chlorhexidin (Abb. 1a-d). Zur Diffusion der Inhaltsstoffe in den Agar wurden die Petrischalen zunächst eine Stunde im Kühlschrank gelagert und nachfolgend bei 35 ± 2 °C 48 Stunden bebrütet. Nach dem Bebrüten wurden die Hemmhofdurchmesser (HD) im Bakterien- bzw. Pilzrasen metrisch (mm) erfasst. Die Daten wurden in eine Datenbank (SPSS, Statistical Package for the Social Sciences, Lizenz Universitätsklinikum Jena, Version 22) eingepflegt und ausgewertet. Aus dem Spektrum der so untersuchten Zahnpasten [32] und Mundspüllösungen [11] konnten für die vorliegende Betrachtung die Ergebnisse von 8 Paaren von Zahnpasta (ZP) und Mundspüllösung (MSPL) mit Natriumfluorid (NaF) (Gruppe 1) und von 6 Paaren mit Zinkchlorid bzw. Zinksulfat und NaF (Gruppe 2) ausgewählt werden (Tab. 1) [21]. Die Inhaltsstoffe der ZP-MSPL-Paare sind in den Tabellen 2 und 3 aufgeführt. Die Paare 2, 3 und 8 der Gruppe mit NaF enthielten kein Natriumlaurylsulfat (NLS) als Tensid und ebenso die Mundspüllösung der Paare 1 und 4 (Tab. 2). Unter den ZP-MSPLPaaren der Gruppe mit Zinkverbindung und Natriumfluorid enthielten die Zahnpasten der Paare 1 und 3 Natriumlaurylsulfat, die Mundspüllösung des Paares 1 enthielt Olaflur und die Paare 4 und 5 neben Natriumlaurylsulfat auch Olaflur. Die Mundspüllösung des Paares 2 war fluoridfrei. Chlorhexidindigluconat war in der Mundspüllösung LACULAT (Paar 1) enthalten (Tab. 3).

  • Abb. 1 a-d: Agar-Hemmhof-Test mit Indikatorstämmen. Petrischale a) mit Hemmhof im Bakterienrasen von S. sobrinus durch 3%iges Chlorhexidin als Positivkontrolle und Petrischale b) mit Hemmhof im Bakterienrasen von S. mutans mit steriler physiologischer Kochsalzlösung als Negativkontrolle. Petrischale c) mit Hemmhof im Bakterienrasen von A. actinomycetemcomitans mit den Zahnpasten K-Dental Aktiv Zahncreme (Reservoir a), K-Dental Zahnweiß (Reservoir b) und Dontodent intensivclean (Reservoir c). Petrischale d) Hemmhof im Bakterierasen von S. sanguinis mit den Mundspüllösungen Listerine® Zahnsteinschutz (Reservoir a), Listerine® Zahn- und Zahnfleischschutz (Reservoir b), Listerine® Coolmint (Reservoir d).
  • Tab. 1: Auswahl der Produktpaare (n = 14) Zahnpasta/Mundspüllösung mit Natriumfluorid (NaF) und Natriumfluorid und Zinkverbindungen.
  • Abb. 1 a-d: Agar-Hemmhof-Test mit Indikatorstämmen. Petrischale a) mit Hemmhof im Bakterienrasen von S. sobrinus durch 3%iges Chlorhexidin als Positivkontrolle und Petrischale b) mit Hemmhof im Bakterienrasen von S. mutans mit steriler physiologischer Kochsalzlösung als Negativkontrolle. Petrischale c) mit Hemmhof im Bakterienrasen von A. actinomycetemcomitans mit den Zahnpasten K-Dental Aktiv Zahncreme (Reservoir a), K-Dental Zahnweiß (Reservoir b) und Dontodent intensivclean (Reservoir c). Petrischale d) Hemmhof im Bakterierasen von S. sanguinis mit den Mundspüllösungen Listerine® Zahnsteinschutz (Reservoir a), Listerine® Zahn- und Zahnfleischschutz (Reservoir b), Listerine® Coolmint (Reservoir d).
  • Tab. 1: Auswahl der Produktpaare (n = 14) Zahnpasta/Mundspüllösung mit Natriumfluorid (NaF) und Natriumfluorid und Zinkverbindungen.

  • Tab. 2a: Hersteller und ausgewählte Zahnpasten (ZP) und Mundspüllösungen (MSPL) mit Natriumfluorid und Paarbildung.
  • Tab. 2b: Hersteller und ausgewählte Zahnpasten (ZP) und Mundspüllösungen (MSPL) mit Natriumfluorid und Paarbildung.
  • Tab. 2a: Hersteller und ausgewählte Zahnpasten (ZP) und Mundspüllösungen (MSPL) mit Natriumfluorid und Paarbildung.
  • Tab. 2b: Hersteller und ausgewählte Zahnpasten (ZP) und Mundspüllösungen (MSPL) mit Natriumfluorid und Paarbildung.

  • Tab. 3: Hersteller und ausgewählte Zahnpasten (ZP) und Mundspüllösungen (MSPL) mit Zinkverbindungen und Paarbildung.
  • Tab. 3: Hersteller und ausgewählte Zahnpasten (ZP) und Mundspüllösungen (MSPL) mit Zinkverbindungen und Paarbildung.

Die Effizienz der Zahnpasten und Mundspüllösungen und der ZP-MSPL-Paare wurde hinsichtlich der Wachstumshemmung der Indikatorkeime qualitativ betrachtet und Unterschiede in der Größe der Hemmhofdurchmesser im Bakterien- bzw. Pilzrasen wurden mit dem nichtparametrischen Wilcoxon- Test (Signifikanzniveau alpha < 0,05) geprüft. Letztlich wurden auch Unterschiede zwischen den Zahnpasten und Mundspüllösungen mit und ohne Zinkverbindung (Gruppen- und Paarvergleich) mit dem nichtparametrischen Wilcoxon-Test geprüft (Signifikanzniveau alpha < 0,05).

 

Ergebnisse

Die mittleren Hemmhofdurchmesser der Zahnpasten und Mundspüllösungen mit NaF gegenüber Streptokokken, Laktobazillen, Aktinomyzeten, Parodontalpathogenen und den Arten S. aureus, E. faecalis und C. albicans sind „gestapelt“ in den Balkendiagrammen der Abbildung 2 dargestellt, wobei die Zahnpasten mit absteigender Wirkung links angeordnet sind und zur Paarbildung die entsprechende Mundspüllösung mit ihren Hemmhöfen rechts zugeordnet ist. So hatte unter den 8 Zahnpasten Settima die stärkste und Sensodyne F die geringste antimikrobielle Wirkung.

Paar-Vergleich Zahnpasten (links) und Mundspüllösungen (rechts) mit Natriumfluorid

  • Abb. 2: Stapeldiagramm der mittleren Hemmhofdurchmesser (in mm) im Bakterienrasen von Streptokokken, Laktobazillen, Aktinomyzeten und Parodontalpathogenen, von Staphylococcus aureus und Enterococcus faecalis sowie Hemmhofdurchmesser im Pilzrasen von Candida albicans durch Zahnpasten (links) und Mundspüllösungen (rechts) mit Natriumfluorid im Paarvergleich (Ø Reservoir = 10 mm = Null). Kodierung der Zahnpasten: Paar 1(Setim) Settima, Paar 2(SenDW) Sensodyne Dentalweiß, Paar 3(TMPAV) Thera-med Perfect, Paar 4(TM2Ox) Thera-med 2in1 OxiWhite, Paar 5(SigSG) Signal Sportgel, Paar 6(TMOxW) Thera-medOxiWhite, Paar 7(PWReW) PerlweissRepair WHITE Dentalweiß, Paar 8(SensF) Sensodyne F. Kodierung der Mundspüllösungen: Paar 1(EIDCM) elkadent Cool Mint Intensive Atemfrische, Paar 2(LisSe) Listerine total care sensitive, Paar 3(LisZZ) Listerine Zahn- und Zahnfleischschutz, Paar 4(DoIce) DONTODentIce Mint, Paar 5(GuOrW) Gum Original White, Paar 6(SigWN) Signal White now, Paar 7(SupMi) Superdent mint, Paar 8(DoMed) DONTODentMedComplete.

  • Abb. 2: Stapeldiagramm der mittleren Hemmhofdurchmesser (in mm) im Bakterienrasen von Streptokokken, Laktobazillen, Aktinomyzeten und Parodontalpathogenen, von Staphylococcus aureus und Enterococcus faecalis sowie Hemmhofdurchmesser im Pilzrasen von Candida albicans durch Zahnpasten (links) und Mundspüllösungen (rechts) mit Natriumfluorid im Paarvergleich (Ø Reservoir = 10 mm = Null). Kodierung der Zahnpasten: Paar 1(Setim) Settima, Paar 2(SenDW) Sensodyne Dentalweiß, Paar 3(TMPAV) Thera-med Perfect, Paar 4(TM2Ox) Thera-med 2in1 OxiWhite, Paar 5(SigSG) Signal Sportgel, Paar 6(TMOxW) Thera-medOxiWhite, Paar 7(PWReW) PerlweissRepair WHITE Dentalweiß, Paar 8(SensF) Sensodyne F. Kodierung der Mundspüllösungen: Paar 1(EIDCM) elkadent Cool Mint Intensive Atemfrische, Paar 2(LisSe) Listerine total care sensitive, Paar 3(LisZZ) Listerine Zahn- und Zahnfleischschutz, Paar 4(DoIce) DONTODentIce Mint, Paar 5(GuOrW) Gum Original White, Paar 6(SigWN) Signal White now, Paar 7(SupMi) Superdent mint, Paar 8(DoMed) DONTODentMedComplete.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Paar-Vergleich Zahnpasten (links) und Mundspüllösungen (rechts) mit Zinkverbindungen

  • Abb. 3: Stapeldiagramm der mittleren Hemmhofdurchmesser (in mm) im Bakterienrasen von Streptokokken, Laktobazillen, Aktinomyzeten und Parodontalpathogenen, von Staphylococcus aureus und Enterococcus faecalis sowie Hemmhofdurchmesser im Pilzrasen von Candida albicans durch Zahnpasten (links) und Mundspüllösungen (rechts) mit Zinkverbindungen im Paarvergleich (Ø Reservoir = 10 mm = Null). Kodierung der Zahnpasten: Paar 1(TM23D) Thera-med 2in1 3D Clean, Paar 2(DoInC) Dontodent Intensive-clean, Paar 3(OM340) Odol Med3 40 plus, Paar 4(MicSi) Microsilver tooth-gel, Paar 5(FriCf) FriscodentCoolfresh, Paar 6(Ecm40) El-ce-med 40 vital. Kodierung der Mundspüllösungen: Paar 1(DrTla) LACALUT aktiv, Paar 2(LisZS) Listerine Zahnsteinschutz, Paar 3(LisTC) Listerine total care, Paar 4(LDIMi) Dentalux mint, Paar 5 (NaKsA) natuvell dental Kariesschutz aktiv, Paar 6(LisTC) Listerine total care.

  • Abb. 3: Stapeldiagramm der mittleren Hemmhofdurchmesser (in mm) im Bakterienrasen von Streptokokken, Laktobazillen, Aktinomyzeten und Parodontalpathogenen, von Staphylococcus aureus und Enterococcus faecalis sowie Hemmhofdurchmesser im Pilzrasen von Candida albicans durch Zahnpasten (links) und Mundspüllösungen (rechts) mit Zinkverbindungen im Paarvergleich (Ø Reservoir = 10 mm = Null). Kodierung der Zahnpasten: Paar 1(TM23D) Thera-med 2in1 3D Clean, Paar 2(DoInC) Dontodent Intensive-clean, Paar 3(OM340) Odol Med3 40 plus, Paar 4(MicSi) Microsilver tooth-gel, Paar 5(FriCf) FriscodentCoolfresh, Paar 6(Ecm40) El-ce-med 40 vital. Kodierung der Mundspüllösungen: Paar 1(DrTla) LACALUT aktiv, Paar 2(LisZS) Listerine Zahnsteinschutz, Paar 3(LisTC) Listerine total care, Paar 4(LDIMi) Dentalux mint, Paar 5 (NaKsA) natuvell dental Kariesschutz aktiv, Paar 6(LisTC) Listerine total care.

In der Zusammenfassung aller NaF-Zahnpasten wurde die Rangfolge von den Aktinomyzeten (37,3 mm; A. odontolyticus W > A. naeslundii > A. odontolyticus R) angeführt, gefolgt von Parodontalpathogenen (27,9 mm; F. nucleatum > P. gingivalis > A. actinomycetemcomitans) > Streptokokken (24,7 mm; S. mutans > S. sanguinis > S. sobrinus) > S. aureus (22,6 mm) > C. albicans (19,6 mm) > Laktobazillen (17,2 mm; L. plantarum > L. coryniformis > L. casei) > E. faecalis (13,6 mm).

Die Einzeldarstellung der 8 Mundspüllösungen (Abb. 2) wies elkadent Cool Mint Intensive Atemfrische als die am stärksten antimikrobiell wirkende Mundspüllösung aus und Listerine Zahn- und Zahnfleischschutz als die mit der geringsten Wirkung.

Auch unter den Mundspüllösungen wurde die Rangfolge von den Aktinomyzeten (19,0 mm; A. naeslundii > A. odontolyticus W > A. odontolyticus R) angeführt, gefolgt von den Streptokokken (16,1 mm; S. sanguinis > S. mutans > S. sobrinus) > Parodontalpathogenen (14,8 mm; A. actinomycetemcomitans > P. gingivalis > F. nucleatum) > S. aureus (14,8 mm) > Laktobazillen (12,0 mm; L. casei > L. coryniformis > L. plantarum) > E. faecalis (11,6 mm) > C. albicans (11,38 mm).

Die NaF-Zahnpasten wirkten im Vergleich zu den NaF-Mundspüllösungen mehrheitlich auf die ausgewählten Keimgruppen bzw. Arten stärker antimikrobiell; eine gleichwertige Wirkung von Zahnpasta und Mundspüllösung konnte lediglich gegenüber S. sanguinis, A. actinomycetemcomitans, F. nucleatum und E. faecalis aufgezeigt werden (Tab. 4 u. 5).

  • Tab. 4: Vergleichende Prüfung der antimikrobiellen Wirkung (Hemmhofdurchmesser = HD, Standardabweichung = SD, in mm) von natriumfluoridhaltigen Zahnpasten (ZP) und Mundspüllösungen (MSPL) auf die Indikatorstämme (Wilcoxon-Test, p-Werte, * = ZP effizienter als MSPL).
  • Tab. 5: Vergleichende Prüfung der antimikrobiellen Wirkung von natriumfluoridhaltigen Zahnpasten (ZP) gegenüber natriumfluoridhaltigen Mundspüllösungen (MSPL) auf die Indikatorstämme (Wilcoxon-Test, p-Werte, * = ZP effizienter als MSPL).
  • Tab. 4: Vergleichende Prüfung der antimikrobiellen Wirkung (Hemmhofdurchmesser = HD, Standardabweichung = SD, in mm) von natriumfluoridhaltigen Zahnpasten (ZP) und Mundspüllösungen (MSPL) auf die Indikatorstämme (Wilcoxon-Test, p-Werte, * = ZP effizienter als MSPL).
  • Tab. 5: Vergleichende Prüfung der antimikrobiellen Wirkung von natriumfluoridhaltigen Zahnpasten (ZP) gegenüber natriumfluoridhaltigen Mundspüllösungen (MSPL) auf die Indikatorstämme (Wilcoxon-Test, p-Werte, * = ZP effizienter als MSPL).

Die mittleren Hemmhofdurchmesser der 6 Zahnpasta-Mundspüllösung-Paare mit Zinkverbindung und NaF im Bakterienbzw. Pilzrasen der Indikatorstämme sind in Abbildung 3 dargestellt. Innerhalb der Zahnpastengruppe zeigte Theramed 2in1 3D Clean die stärkste und El-ce-med 40 vital die geringste antimikrobielle Wirkung.

Synoptisch wiesen durch Zahnpasten Aktinomyzeten (35,4 mm; A. odontolyticus > A. naeslundii) größte Hemmhöfe auf, gefolgt von den parodontalpathogenen Arten (27,6 mm; F. nucleatum > P. gingivalis > A. actinomycetemcomitans) > Streptokokken (21,3 mm; S. mutans > S. sanguinis > S. sobrinus) > S. aureus (21,2 mm) > C. albicans (18,5 mm) > Laktobazillen (15,9 mm; L. plantarum > L. casei > L. cornyiformis) > E. faecalis (13,3 mm).

Unter den entsprechenden Mundspüllösungen mit Zinkverbindung und NaF hatte die LACALUT aktiv das größte Wirkungsspektrum und Listerine Zahnsteinschutz und Listerine total care hatten das geringste (Abb. 3). Insgesamt führten Aktinomyzeten (16,9 mm; A. odontolyticus W > A. naeslundii > A. odontolyticus R) die Rangfolge der mittleren Hemmhofgrößen vor den parodontalpathogenen Keimen an (15,7 mm; A. actinomycetemcomitans > P. gingivalis > F. nucleatum) > S. aureus (15,1 mm) > Streptokokken (14,4 mm; S. sanguinis > S. sobrinus > S. mutans) > C. albicans (12,6 mm) > Laktobazillen (12,27 mm; L. plantarum, L. coryniformis > L. casei) und > E. faecalis (12,0 mm).

Die Zahnpasten wirkten im Vergleich zu den Mundspüllösungen stärker antimikrobiell auf die ausgewählten Keimgruppen; eine gleichwertige Wirkung von Zahnpasta und Mundspüllösung konnte lediglich für die Arten S. sobrinus, L. plantarum, F. nucleatum und E. faecalis aufgezeigt werden (Tab. 6 u. 7).

  • Tab. 6: Vergleichende Prüfung der antimikrobiellen Wirkung (Hemmhofdurchmesser = HD, Standardabweichung = SD, in mm) von Zahnpasten (ZP) und Mundspüllösungen (MSPL) mit Zinkverbindungen auf die Indikatorstämme (Wilcoxon-Test, p-Werte, * = ZP effizienter als MSPL).
  • Tab. 7: Vergleichende Prüfung der antimikrobiellen Wirkung von Zahnpasten (ZP) gegenüber Mundspüllösungen (MSPL) mit Zinkverbindungen auf die Indikatorstämme (Wilcoxon-Test, p-Werte, * = ZP effizienter als MSPL).
  • Tab. 6: Vergleichende Prüfung der antimikrobiellen Wirkung (Hemmhofdurchmesser = HD, Standardabweichung = SD, in mm) von Zahnpasten (ZP) und Mundspüllösungen (MSPL) mit Zinkverbindungen auf die Indikatorstämme (Wilcoxon-Test, p-Werte, * = ZP effizienter als MSPL).
  • Tab. 7: Vergleichende Prüfung der antimikrobiellen Wirkung von Zahnpasten (ZP) gegenüber Mundspüllösungen (MSPL) mit Zinkverbindungen auf die Indikatorstämme (Wilcoxon-Test, p-Werte, * = ZP effizienter als MSPL).

Zahnpasten und Mundspüllösungen mit und ohne Zinkverbindung unterschieden sich kaum. Zahnpasten mit NaF inhibierten Streptokokken (Wilcoxon-Test p = 0,002) und Laktobazillen (Wilcoxon-Test p = 0,006) stärker als Zahnpasten mit Zinkverbindung.

Diskussion

Die vorliegende vergleichende Betrachtung der antibakteriellen Wirkung von Zahnpasten und Mundspüllösungen mit gleichen Wirkstoffen basiert auf der Sensibilität von 15 Indikatorstämmen im Agar-Hemmhof-Test. Die ausgewählten 15 Arten allein können freilich nicht den supra- und subgingivalen Biofilm repräsentieren. Immerhin ist der Biofilm ein mikrobielles Ökosystem, das sich in den verschiedenen Subpopulationen durch eine große Vielfalt von Genera und Arten auszeichnet. So enthält beispielsweise der ausgereifte supragingivale Biofilm in einer Matrix von Polymeren etwa eine Zellmasse von 1011 Zellen pro Gramm Feuchtgewicht. In Anbetracht dieser mikrobiologischen Begrenzung wurden zumindest Aktinomyzeten als Indikatorkeime ausgewählt, die für die Plaquebildung (Adhäsion der Keime; Wurzelkaries) von großer Bedeutung sind, kariogene Streptokokken und Laktobazillen, parodontalpathogene Keime und Keime, die bei Periimplantitis (S. aureus), Mundschleimhautentzündungen und Prothesensomatitis (C. albicans) oder als endodontischer Problemkeim bzw. Indikatorkeim in der Mundhöhle für ein geschwächtes Immunsystem (E. faecalis) diskutiert werden.

Andere In-vitro-Studien mit gleicher Fragestellung und Untersuchung von Zahnpasten [4,10,26,28,29] oder Mundspüllösungen [28] mittels Agar-Hemmhof-Test wählten mit S. mutans, S. sobrinus, S. sanguinis, L. acidophilus, E. coli und C. albicans zwischen ein und fünf Arten an Indikatorstämmen aus.

Es ist unumstritten, dass sich in einem physiologischen, die Zahnhartgewebe schützender supragingivaler Biofilm durch häufige Aufnahme fermentierbarer Kohlenhydrate längere Phasen niedriger pH-Bereiche einstellen, welche die Etablierung von streng azidurischen Mutans-Streptokokken neben anderen azidurischen Keimen fördert. Azidurische Keime in der Plaque steuern die Balance zwischen De- und Remineralisation in Richtung Mineralverlust und ermöglichen – entgegen klassischen Infektionskrankheiten durch einen Infektionserreger – die Entwicklung einer Karies, die mikrobielle Invasion in die Zahnhartgewebe. Darüber hinaus können sich in andauernden Phasen niedriger pH-Bereiche durch Genexpression neue Phänotypen mit azidurischen Eigenschaften ausbilden. So entwickeln gewöhnlich azidogene Keime wie S. oralis, S. gordonii oder S. sanguinis unter ökologischem Druck (Zuckerstress) auch azidurische Eigenschaften. Deshalb ist Biofilmkontrolle wichtig; ein ökologisch ausgewogener, physiologisch leicht azidogener Biofilm soll vor einer Verschiebung in einen azidurischen Biofilm bewahrt und ein Gleichgewicht zwischen De- und Remineralisation erhalten werden. Eine gute Zahn- und Mundhygiene ist dazu conditio sine qua non. Kariespräventive Agenzien, darunter Fluoride und Metallionen, bieten sich zur chemisch-mechanischen Plaquekontrolle an; Zahnpasten und Mundspüllösungen sind dafür seit „eh und je“ geeignete Vehikel von entsprechenden Wirkstoffen. Beide – Zahnpasten und Mundspüllösungen mit NaF sowie Zinkverbindung und NaF – wurden in ihrer Effizienz über die Ausbildung von Hemmhöfen im Bakterien- bzw. Pilzrasen von Indikatorstämmen im Agar-Hemmhof-Test verglichen. Eine zusätzliche Wirkung von Mundspüllösung nach dem Zähneputzen könnte zur Mundspülung motivieren.

Durch die hier untersuchten Zahnpasten mit NaF (1.400–1.450 ppm) wurden Aktinomyzeten und Parodontalpathogene am stärksten im Wachstum inhibiert, gefolgt von Streptokokken, S. aureus, C. albicans, Laktobazillen und E. faecalis (Abb. 2). S. mutans, F. nucleatum, A. odontolyticus W und A. naeslundii waren am stärksten betroffen. Die entsprechenden Mundspüllösungen (100–500 ppm) unterdrückten in geringerem Ausmaß das Wachstum der Indikatorstämme. In der Einzelbetrachtung wirkten die Mundspüllösungen Listerine total care sensitive (Abb. 2, P2), Listerine Zahn- und Zahnfleischschutz (Abb. 2, P3) und Signal White now (Abb. 2, P6) am schwächsten. Streptokokken, Laktobazillen und C. albicans wurden im Vergleich zu Aktinomyzeten und Parodontalpathogenen kaum inhibiert. Im Vergleich der Zahnpasten und Mundspüllösungen mit NaF waren A. actinomycetemcomitans, F. nucleatum und E. faecalis gegenüber Zahnpasten und Mundspüllösungen gleichwertig sensibel; alle anderen Indikatorstämme wurden durch Zahnpasten stärker im Wachstum unterdrückt als durch Mundspüllösungen (Tab. 4 u. 5).

Zahnpasten mit NaF-Konzentrationen bis zu 4.500 ppm wurden im Agar-Hemmhof-Test mit Negativkontrollen auch durch andere Autoren untersucht [4,10,28,29]. Prasanth [28] schloss auch Mundspüllösungen mit NaF ein. Bei geringerer Anzahl von Indikatorkeimen stellte nur Prasanth [28] eine Rangfolge der Inhibierung der Indikatorstämme auf. Zahnpasten mit Zinkchlorid und Chlorhexidin führten zu größten Hemmhofdurchmessern (33 mm) im Bakterienrasen von E. coli, gefolgt von S. mutans (17 mm); der Hemmhofdurchmesser im Pilzrasen von C. albicans lag bei 14 mm.

Unter methodischem Blickwinkel waren die von den Autoren eingebrachten Mengen an Testprodukten in die Reservoire unterschiedlich, sodass die Studien nur bedingt mit den eigenen Ergebnissen vergleichbar sind. So nutzte Prasanth [28] Reservoire mit einem Durchmesser von 8 mm und untersuchte 0,2 ml Zahnpasta bzw. Mundspüllösung. Mit einer deutlich geringeren Anzahl von 1 bis 5 Indikatorstämmen [4,10,26,28,29] ermittelten die Autoren mit Ausnahme von Prasanth [28] auch keine Rangfolge in der Stärke der antimikrobiellen Wirkung der untersuchten Formulierungen. Vorliegend wurden die Reservoire im Mittel mit 0,3 g Zahnpasta und 0,3 ml Mundspüllösung beschickt. Letztlich sind dies bei gleichen Mengenverhältnissen dennoch keine vergleichbaren Konzentrationen der Wirkstoffe. In Mundspüllösungen liegen gewöhnlich auch niedrigere Konzentrationen im Vergleich zu Zahnpasten vor (Tab. 2 u. 3). Darüber hinaus muss die Diffusion der Wirkstoffe in den Agar erfolgen können. Weiterhin ist die Einwirkungszeit der Wirkstoffe auf die Mikroorganismen im Agar-Hemmhof-Test nicht vergleichbar mit einer Zahnputzzeit in Minuten oder einer Mundspülung bis zu 60 Sekunden. Somit liegen allein methodisch bedingt Grenzen in der Übertragbarkeit von den Ja/Nein-Entscheidungen im Agar-Hemmhof-Test auf die In-vivo-Situation vor, die nicht proportional auf die Mundhöhle und auf klinische Effizienz übertragbar ist. Letztlich ist die Plaque eingebettet in eine Matrix aus extrazellulären Polysacchariden, welche die Wirkung von antimikrobiellen Agenzien herabsetzen. Lokal angewendete antimikrobielle Formulierungen in der Mundhöhle wie Zahnpasten oder Mundspüllösungen müssen in die Biofilmmatrix penetrieren und schnell wirksam werden können, weil die Expositionszeit während der Zahn- und Mundhygiene begrenzt ist. Somit ist der Agar-Hemmhof-Test als ein sehr gut etabliertes In-vitro-Screening der antimikrobiellen Wirkung von Wirkstoffen vor deren Invivo-Testung anzusehen. Wirkstoffe, die nicht in den Agar diffundieren können, bedürfen anderer Untersuchungsmethoden. Der hier vorgenommene Vergleich von Zahnpasten und Mundspüllösungen bleibt somit relativ, zeigt aber mit und ohne Paarbildung, dass Zahnpasten generell eine stärkere Wirkung als Mundspüllösungen haben.

  • Abb. 4: Agar-Hemmhof-Test mit Indikatorstämmen. Petrischale links mit Hemmhof im Bakterienrasen von S. sanguinis, Petrischale Mitte mit Hemmhof im Bakterienrasen von S. sobrinus, Petrischale rechts mit Hemmhof im Bakterienrasen von S. mutans, jeweils mit NaF 1%ig [10.000 ppm F] (Reservoir links) und NaF 0,1%ig [1.000 ppm F] (Reservoir rechts).

  • Abb. 4: Agar-Hemmhof-Test mit Indikatorstämmen. Petrischale links mit Hemmhof im Bakterienrasen von S. sanguinis, Petrischale Mitte mit Hemmhof im Bakterienrasen von S. sobrinus, Petrischale rechts mit Hemmhof im Bakterienrasen von S. mutans, jeweils mit NaF 1%ig [10.000 ppm F] (Reservoir links) und NaF 0,1%ig [1.000 ppm F] (Reservoir rechts).
Buzalaf et al. [3] fassten das zeitgemäße Wissen über die antimikrobielle Wirkung der Fluoride dahingehend zusammen, dass orale Bakterien in vitro durch Inhibition zellulärer Enzyme (direkt oder in Verbindung mit Metallen) geschädigt werden. In vorangegangenen In-vitro-Untersuchungen konnte die antimikrobielle Wirkung von NaF (1%ig bzw. 0,1%ig; 1.000 ppm bzw. 10.000 ppm) im Agar-Hemmhof-Test mit gleichem Keimspektrum nur durch NaF in 1%iger Konzentration gegenüber S. sanguinis (HD 28 mm), S. mutans (HD 31 mm), S. sobrinus (HD 22 mm) und A. odontolyticus (HD 18 mm) ausgelöst werden (Abb. 4) [17]. Keine Hemmhöfe im Bakterienrasen von S. mutans, S. sobrinus und S. sanguinis konnten Evans et al. [10] mit reinem NaF und Natriummonofluorophospat bis zu Konzentrationen von 100.000 ppm F auslösen; Zinnfluorid führte erst in Konzentrationen von über 10.000 ppm F zu Hemmhöfen. Diese Ergebnisse bestätigen Buzalaf et al. [3] und lassen den Schluss zu, dass neben NaF andere Inhaltsstoffe in Zahnpasten und Mundspüllösungen zur antimikrobiellen Wirkung beitragen. So konnten auch Evans et al. [10] im Gegensatz zu reinem NaF durch NaF-haltige Zahnpasten (1.450 ppm F) das Wachstum von S. mutans und S. sanguinis hemmen, was die Autoren auf die Wirkung von Natriumlaurylsulfat zurückführten. Immerhin war in den 8 ZP-MSPL-Paaren mit NaF mehrheitlich auch Natriumlaurylsulfat (NLS) als Tensid enthalten. Tenside schäumen und halten die vom Zahn entfernte Plaque in Lösung; sie dienen aber auch als Lösungsvermittler für nicht wasserlösliche Aromastoffe. NLS ist nahezu als Standardtensid in NaF-Zahnpasten enthalten. Ein antimikrobieller Effekt von NLS basiert auf der Adsorption und Penetration durch die poröse Zellwand der Mikroorganismen, gefolgt von Wechselwirkungen mit der Zellmembran, Lipiden und Proteinen. Die Penetration von NLS in die Zellmembran führt zu einer Zunahme der Zellpermeabilität der Keime, die zu einem Verlust intrazellulärer Komponenten bis hin zur Zelllyse führen kann [25]. Die antimikrobielle Wirkung von NLS konnte inzwischen im Agar-Hemmhof-Test gegenüber L. acidophilus, S. mutans und S. sanguinis gezeigt werden [10].

Hingegen konnte in einer klinischen Studie mit jeweils 58 Probanden über 8 Wochen mit einer Zahnpasta mit NLS (Colgate® caries protection: Natriummonofluorophosphat 1.000 ppm, NaF 450 ppm, NLS 1–5 %) im Vergleich zu einer Zahnpasta ohne NLS (Zendium® classic: NaF 1.100 ppm, Stearyl ethoxylate [30] EO) keine unterschiedliche Wirkung zwischen beiden Zahnpasten auf die gingivale Gesundheit und den Plaqueindex erzielt werden [31]. Letztere Studie bestätigt Grenzen der Übertragbarkeit von In-vitro-Ergebnissen auf die In-vivo-Situation. Wenn auch für Fluoride eine Wirkung auf die Plaquesituation angenommen wird, so lässt sie sich bis heute schwer beweisen. Kilian et al. [13,14] stellten dazu bereits heraus, dass natürlich vorkommende Fluoride die Plaquezusammensetzung selbst nicht beeinflussen können. Auch Lynch et al. [22] schlussfolgerten, dass Fluoridkonzentrationen in Plaque und Speichel selbst nach Verwendung einer Zahnpasta mit 1.500 ppm F für eine signifikant antimikrobielle Wirkung auf Plaquebakterien nicht ausreichend sind.

 

 

Einen Anteil an der antimikrobiellen Wirkung von Zahnpasten und Mundspüllösungen dürften aber Metallionen haben, insbesondere das substantive Zink. Metallionen wirken sowohl gegen grampositive als auch gramnegative Keime. Der antimikrobielle Effekt ist dabei unspezifisch. Metallsalzbrücken mit anionischen Gruppen von Enzymen werden gebildet, die zu antiglykolytischen Effekten führen und die Säureproduktion der Mikroorganismen reduzieren. Ein Antiplaqueeffekt beruht teilweise auf der Wirkung der Metallionen. So ist unter den Fluoridverbindungen letztlich das Zinnfluorid antimikrobiell wirksam. In vivo beruht ein Antiplaqueeffekt teilweise auch auf der Ablösung von Ca2+ aus der Pellikel und der bakteriellen Oberfläche. Die Bindung an Mikroorganismen soll auch deren Adhärenzeigenschaften verändern [27].

Zahnpasten mit Zinkverbindung wirkten im Vergleich zu den Mundspüllösungen mit Zinkverbindung stärker antimikrobiell. Durch die Zahnpasten wurden alle Keimgruppen bis hin zu E. faecalis deutlich inhibiert (Abb. 3). Unter den entsprechenden Mundspüllösungen mit Zinkverbindung und NaF hatte LACALUT aktiv das größte Wirkungsspektrum (Abb. 3). Allerding enthielt LACALUT – wie die untersuchten Formulierungen von Prasanth [28] – neben Zinkchlorid zusätzlich auch Chlorhexidin, das die größere Wirkung erklärt [15,16]. Insgesamt war die Wirkung der Mundspüllösungen schwächer ausgeprägt als die der Zahnpasten. Nur wenig wirksam waren Listerine Zahnsteinschutz (Paar 2, Abb. 3) und Listerine total care (Paar 3, Abb. 3); dies betraf besonders die Streptokokken, Laktobazillen, S. faecalis und C. albicans. Eine gleichwertige Wirkung von Zahnpasta und Mundspüllösung konnte lediglich für die Arten S. sobrinus, L. plantarum, F. nucleatum und E. faecalis aufgezeigt werden (Tab. 6 u. 7). Es konnte in vitro differenziert gezeigt werden, dass sich die betrachteten Zahnpasten und Mundspüllösungen mit und ohne Zinkverbindung in ihrer antimikrobiellen Wirkung unterschieden. Zahnpasten mit NaF und Natriumlaurylsulfat inhibierten Streptokokken (Wilcoxon-Test p = 0,002) und Laktobazillen (Wilcoxon-Test p = 0,006) stärker als Zahnpasten mit Zinkverbindung.

Von Zahnpasten und Mundspüllösungen mit NaF und Zink liegen weitere Studien im Agar-Hemmhof-Test nur für Mundspüllösungen vor [26,28]. Die Autoren nutzten zwischen drei und fünf Arten als Indikatorstämme (S. mutans, S. sanguinis, S. salivarius, E. coli und C. albicans) im Agar- Hemmhof-Test. Nossek und Dobl [26] konnten mit 0,1 und 2%iger Zinkchloridlösung eine Wachstumshemmung für S. mutans, S. sanguinis und S. salivarius nachweisen. Prasanth [28] inhibierte mit Zinkchlorid das Wachstum von S. mutans, E. coli und C. albicans, neben Zinkchlorid war allerdings auch Chlorhexidin in der Formulierung enthalten.

Unabhängig von offenen Fragen zur Zahn- und Mundhygiene ist heute gesichertes Wissen, dass zweimaliges Zähneputzen pro Tag mit einer die Remineralisation steuernden fluoridhaltigen Zahnpasta einen höheren kariespräventiven Effekt hat als einmaliges Zähneputzen oder weniger [1,5]. Durch Ausspülen mit Wasser nach dem Zähneputzen wird der kariespräventive Effekt fluoridierter Zahnpasten reduziert [1,5,34]. Zum Effekt der Zahnputzzeit und Fluoridkonzentration durch die Zahnpastenmenge fanden Watson et al. [35] in In-situ- Plaque, die ex vivo 1.000 ppm Fluorid ausgesetzt war, nach 120 im Vergleich zu 30 Sekunden Expositionszeit höhere Fluoridkonzentrationen. Auch eine positive Korrelation zwischen Expositionszeit und Fluoridaufnahme in gesunden Zahnschmelz konnte in vitro aufgezeigt werden [20].

1,0 bis 1,5 g Zahnpasta auf der Zahnbürste sind typisch für Erwachsene in der westlichen Welt [30]. Wenngleich retrospektive Analysen von Kariesstudien zeigten, dass die Zahnpastenmenge von geringer kariespräventiver Bedeutung ist [1,7,34], kamen Zero et al. [39] beim Vergleich von 0,5 und 1,5 g Zahnpasta bei einer Zahnputzzeit von 60 Sekunden zu dem Ergebnis, dass bei Verwendung von 1,5 g Zahnpasta die Fluoridkonzentration im Speichel um das Doppelte und die Fluoridaufnahme im Zahnschmelz signifikant anstiegen. In einer prospektiven Studie mit 4-Jährigen lag eine dreifache Zunahme in der Fluoridkonzentration im Speichel über eine 2-Stunden-Periode vor, wenn mit einem Gramm Zahnpasta im Vergleich zu 0,25 g geputzt wurde [6]. Die Autoren schlussfolgerten, dass Kinder in einem Alter, in dem das Fluorose-Risiko niedrig ist, mit mehr als 0,25 g Zahnpasta die Zähne putzen sollten. Beobachtete Zahnputzzeiten variieren zwischen 30 und 60 Sekunden [2,8,9,23,24,30,36]. Bei paralleler Überprüfung von 30, 45, 60, 120 und 180 Sekunden Zahnputzzeit konnte weiterhin gezeigt werden, dass Zahnpastenmenge und Putzzeit wichtige Determinanten für die Fluoridretention in der Mundhöhle und für die Remineralisation des Zahnschmelz sind [39]. Eine längere Putzzeit reduzierte die Retention der Zahnpasta in der Zahnbürste und erhöhte die Abgabe in den Mund. Die Interpretation der Zahnputzzeit allein bleibt dennoch schwierig, da das Zahnputzverhalten mit eingeht [24]. 2,5-jährige Kinder hatten bei einer Zahnputzdauer von 142 (60–258) Sekunden einen Zahnbürstenkontakt von ca. 23 Sekunden (22–116 im Mund), 7 (1–19) Bürstenperioden, 10 Sekunden Frontzähne, 13 Sekunden Seitenzähne und 20 Sekunden andere Aktivitäten (Bürstenkauen etc.) [37].

Zur Verwendung von Mundspüllösungen werden dem Verbraucher 10 bis 20 ml der entsprechenden Mundspüllösung ein- bis zweimal täglich bei einer Spülzeit von 30 bis 60 Sekunden empfohlen. Objektiv kann die antimikrobielle Effizienz einer Mundspüllösung ebenso nur in Kenntnis der Patientencompliance beurteilt werden. Nach Gebelein [11] lag nur in etwa einem Drittel analysierter Studien eine Dokumentation der Compliance vor. Welche große Bedeutung eine dokumentierte Patientencompliance für die Interpretation von Ergebnissen hat, verdeutlichten Geiger et al. [12]. Die Autoren gingen der kariespräventiven Wirkung fluoridhaltiger Mundspüllösungen zur Vermeidung initial kariöser Läsionen nach. Geiger et al. [12] teilten mit, dass nur 13 % von 206 Studienteilnehmern die Mundspüllösung (500 ppm NaF) täglich angewendet hatten. Patienten, die mindestens alle zwei Tage gespült hatten, wiesen signifikant weniger Demineralisationen im Vergleich zu jenen auf, die mit der Mundspüllösung nur unregelmäßig spülten. Bei regelmäßigem Gebrauch wurde eine Inzidenz initial kariöser Läsionen von 21 % ermittelt, bei unregelmäßiger Verwendung lag dieser Wert bei 49 %.

Schlussfolgerung

Bei allen methodischen Grenzen ist verständlich, warum sich ein nachgewiesener antimikrobieller Effekt von Zahnpflegeprodukten in vitro schwer auf die Situation in vivo – also auf die Plaque – übertragen lässt. Ob sich ein Effekt auch tatsächlich zeigt, bleibt offen. Die vergleichenden Ergebnisse von Zahnpasten und Mundspüllösungen mit nahezu gleichen Wirkstoffen weisen beide Formulierungen als antimikrobiell aus. Mundspüllösungen könnten nach dem Zähneputzen nicht nur zu einem Frischegefühl beitragen, sondern die antimikrobielle Wirkung nachhaltig unterstützen.

* siehe auch Fachartikel auf www.zmk-aktuell.de/Kneist

Interessenkonflikt:
Es besteht kein Interessenkonflikt der Autoren.

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Prof. Dr. Susanne Kneist - cand. med. Lorenz Lindner

Bilder soweit nicht anders deklariert: Prof. Dr. Susanne Kneist , cand. med. Lorenz Lindner