Zahnerhaltung


Biodentine – eine Übersicht


Ein bioaktiver Zement, der als Dentinersatzmaterial sowohl an der Zahnkrone als auch im Bereich der Zahnwurzel angewendet werden kann, muss eine Reihe verschiedener Anforderungen erfüllen. Mit Biodentine ist ein neues biokompatibles und bioaktives Universalmaterial zur Behandlung jeder Dentinläsion auf dem Dentalmarkt eingeführt worden. Im folgenden Beitrag wird an Hand der bisher vorliegenden Literatur überprüft, ob Biodentine aufgrund seiner Eigenschaften und Produktangaben die erforderlichen Voraussetzungen an ein universell einsetzbares Dentinersatzmaterial erfüllt.

Mit Biodentine (Septodont, Niederkassel) ist kürzlich ein neuer bioaktiver Zement als Dentinersatzmaterial auf dem Dentalmarkt eingeführt worden. Biodentine kann sowohl an der Zahnkrone als auch im Bereich der Zahnwurzel angewendet werden; im Kronenbereich als Unterfüllung, provisorischer Verschluss, zur Therapie einer caries profunda, als zervikale Füllung, zur direkten und indirekten Pulpaüberkappung sowie bei der Pulpotomie. Im Bereich der Zahnwurzel kann Biodentine zur Behandlung von Perforationen des Wurzelkanals bzw. Pulpakammerbodens, von internen und externen Resorptionen, für die Apexifikation und als retrogrades Wurzelkanalfüllungsmaterial eingesetzt werden.

  • Abb. 1a: Biodentine (Septodont, Niederkassel) besteht aus einem Tri- und Dikalziumsilikatpulver in einer Kapsel und einer wässrigen Lösung von Kalziumchlorid in einer Pipette.

  • Abb. 1a: Biodentine (Septodont, Niederkassel) besteht aus einem Tri- und Dikalziumsilikatpulver in einer Kapsel und einer wässrigen Lösung von Kalziumchlorid in einer Pipette.
Biodentine dient einerseits als Dentinersatz (im Kronenbereich als Unterfüllungszement) andererseits der Vitalerhaltung der Pulpa bzw. Anregung zur Hartgewebeneubildung, also sowohl der Tertiärdentinbildung als auch der Knochenneubildung, z. B. nach Wurzelspitzenresektion. Biodentine besteht aus einem Pulver in einer Kapsel und einer Flüssigkeit in einer Pipette (Abb. 1a). Das Pulver beinhaltet hauptsächlich Tri- und Dikalziumsilikat, den Hauptbestandteilen von Portlandzement, sowie Kalziumcarbonat. Als Kontrastmittel dient Zirkondioxid. Die Flüssigkeit ist eine wässrige Lösung von Kalziumchlorid, der ein Polycarboxylat zugesetzt ist.
  • Abb. 1b: Nach dem korrekten Anmischen lagert sich Biodentine in typischer Form in der Kapsel ab und erinnert von der Konsistenz her an Phosphatzement.

  • Abb. 1b: Nach dem korrekten Anmischen lagert sich Biodentine in typischer Form in der Kapsel ab und erinnert von der Konsistenz her an Phosphatzement.
Pulver und Flüssigkeit werden in einer Kapsel im Triturator für 30 Sekunden angemischt. Bei der Abbindung des Zementes entsteht Kalziumhydroxid. Im angemischten Zustand ist Biodentine ca. 12 Minuten lang zu verarbeiten und erinnert von der Konsistenz her an Phosphatzement (Abb. 1b). Während der Aushärtungsphase darf der Zement nicht rotierend bearbeitet werden und sollte nicht mit Wasser in Kontakt kommen. Biodentine kann mit Zementstopfern unter leichten Druck in die Kavität appliziert und ggf. mit Schnitzinstrumenten okklusal ausgearbeitet werden. Die Biodentinefüllung darf anschließend nicht poliert werden. Bei zu viel Druck oder übermäßigem Ausarbeiten kann es zu einer Zerstörung des Kristallgefüges im Biodentine und damit zu einer verringerten Materialfestigkeit kommen.

Klinisches Beispiel

Die Abbildungen 2a–d zeigen ein Anwendungsbeispiel von Biodentine im Rahmen der direkten Überkappung. Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist die Perforationsdeckung in den Abbildungen 3a–d.

  • Abb. 2a–d: Anwendungsbeispiel direkte Überkappung.
  • Abb. 3a–d: Anwendungsbeispiel Perforationsdeckung.
  • Abb. 2a–d: Anwendungsbeispiel direkte Überkappung.
  • Abb. 3a–d: Anwendungsbeispiel Perforationsdeckung.

Anforderungen

Ein geeignetes Material, das für die in der Einleitung beschriebenen Zwecke indiziert ist, sollte folgende Eigenschaften aufweisen. Es sollte:

  • biokompatibel sein,
  • einen dauerhaften Verschluss aller Kavitätenränder sicherstellen, vorzugsweise durch einen molekularen Verbund mit dem Dentin,
  • bakteriostatisch wirken oder zumindest ein Bakterienwachstum nicht fördern,
  • die Bildung von Hartgewebe induzieren,
  • stabil sein,
  • nicht löslich sein,
  • nicht resorbierbar sein,
  • nicht feuchtigkeitsempfindlich sein,
  • leicht zu verarbeiten, und
  • röntgenologisch sichtbar sein3,4,15,19.

Leider wurde bisher kein Material entwickelt, dass alle diese Anforderungen erfüllt3,15,19. In der Vergangenheit wurden daher viele verschiedene Materialien empfohlen: für die Vitalerhaltung der Pulpa vor allem Präparate auf Kalziumhydroxidbasis (nichterhärtende Suspensionen sowie erhärtende Zemente), Zinkoxid-Eugenolzemente, Dentinadhäsive und Kortison/Antibiotika-Kombinationspräparate9; für Behandlungen im Bereich des Wurzeldentins (retrograde Wurzelkanalfüllung, Perforationsdeckung etc.) z. B. Amalgam, verstärkte Zinkoxid-Eugenolzemente (IRM, Super-EBA), Glasionomerzement und Komposite1,3,19. In den letzten Jahren wurde Mineral Trioxide Aggregate (MTA), ein verfeinerter Portlandzement6, für diese Anwendungen untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass MTA deutlich geringere bis keine zytotoxische Effekte und bessere Ergebnisse hinsichtlich Materialeigenschaften, Biokompatibilität, Schutz vor Mikroleakage und daher auch klinisch bessere Ergebnisse zeigt, als die traditionellen Materialien7,17. Trotz der vielen positiven Eigenschaften Suweist MTA auch einige Nachteile auf: die Handhabung ist z. T. schwierig, die Abbindezeit ist relativ lang, die Werte für Druck- und Biegefestigkeit liegen deutlich unter dem von Dentin, und es ist vergleichsweise teuer.

Bewertung

Wie bereits beschrieben, muss ein geeignetes Material für diese Zwecke verschiedene Ansprüche erfüllen. Im Folgenden soll anhand der Literatur überprüft werden, ob Biodentine diese Voraussetzungen erfüllen kann.

Biokompatibilität

Laurent et al.14 verglichen die Biokompatibilität von Biodentine mit der von ProRoot MTA und einem erhärtenden Kalziumhydroxid- Salicylatester-Zement (Dycal) in verschiedenen In-vitro-Tests. Im Ames-Test an vier verschiedenen Stämmen des Bakteriums Salmonella typhimurium konnte eine Mutation nach Kontakt mit Biodentine nicht nachgewiesen werden. Ein In-vitro- Mikrokerntest zeigte ebenfalls keine strukturellen chromosomalen Alterationen an menschlichen Lymphozyten. Auch menschliche Pulpafibroblasten wiesen in der Einzelzellgelelektrophorese (Comet Assay) keine signifikanten DNA-Veränderungen auf. Eine eventuelle Toxizität von Biodentine wurde an Mausfibroblasten und menschlichen Pulpafibroblasten mithilfe des MTT-Tests überprüft. Die Mortalitätsrate der Zellen war dabei ebenso niedrig wie bei dem bekanntermaßen biokompatiblen ProRoot MTA. Dycal war signifikant zytotoxischer als Biodentine oder MTA (p < 0.001). Es kann geschlussfolgert werden, dass Biodentine ein biokompatibles Material ist, welches keine Anzeichen hinsichtlich Zytotoxizität, Genotoxizität oder Mutagenität zeigt. Der Zement hat keinen negativen Einfluss auf die Zelldifferenzierung oder spezielle Zellfunktionen14.

Langzeitdichtigkeit

Wie nachgewiesen werden konnte, verursacht Biodentine an Dentin alkalische Ätzung (caustic etching), was zu einer sogenannten „Mineralinteraktionszone“ führt. Auch konnte eine Diffusion des Biodentine 10 ?m bis 20 ?m in die Dentintubuli beobachtet werden. Somit kann sich eine mikromechanische Verankerung mit mineralischen Biodentine-Zapfen in den Dentintubuli ausbilden, welche zu den adhäsiven Eigenschaften von Biodentine beitragen. Folglich ist eine Farbstoffpenetration mit Silbernitrat an der Dentin-Biodentine-Grenzfläche gering (10 % bis 15 %) und vergleichbar mit Ergebnissen, die mit Dentinadhäsiven und Kompositen erreicht werden. Durch Umbauvorgänge verbessert sich die Abdichtung des Dentins durch Biodentine im Laufe der Zeit8,16,20. Aus den vorliegenden Ergebnissen kann geschlussfolgert werden, dass Biodentine sich dicht an die Kavitätenwände anlagern kann und ein Mikroleakage verhindert.

Antibakterielle Eigenschaften

Während der Abbindephase von Biodentine werden Kalziumhydroxid-Ionen aus dem Zement freigesetzt. Dies führt zu einem pH-Wert von ca. 12,5 und einer Alkalisierung der Umgebung. Dieser hohe pH-Wert inhibiert das Wachstum von Mikroorganismen und kann das Dentin desinfizieren10.

Induktion der Hartgewebsbildung

Trikalziumsilikat ist ein Hauptbestandteil von Biodentine, MTA und Portlandzement. Solche Materialien sind nicht nur biokompatibel, sondern sind auch bekannt für ihre Bioaktivität13. Letztere bezeichnet den positiven Effekt eines Medikaments oder Materials auf lebendes Gewebe. Ein Material wird als bioaktiv bezeichnet, wenn es mit Zellen des menschlichen Körpers interagiert oder eine vorteilhafte Wirkung auf Zellen hat12. In Studien zur Biomineralisation bezeichnet Bioaktivität zumeist die Förderung einer Hartgewebsbildung, die von einem Material induziert wird. Hinsichtlich der Bioaktivität von Biodentine konnte in vitro nachgewiesen werden, dass Pulpafibroblasten sogenannte Mineralisationskerne bilden, nachdem der Zement dem Zellmedium zugefügt wurde. Diese Mineralisationskerne haben die molekulare Charakteristik von Dentin14. Dies deutet darauf hin, dass Biodentine die Umwandlung der Pulpafibroblasten zu Odontoblasten-ähnlichen Zellen fördert, die wiederum Hartgewebe bilden können14. Damit ist Biodentine nachgewiesenermaßen bioaktiv13. In einer tierexperimentellen Studie an Ratten konnte eindeutig nachgewiesen werden, dass Biodentine die Bildung von Tertiärdentin (Reizdentin) innerhalb von zwei Wochen nach Kavitätenpräparation und indirekter Überkappung an Molaren mit dem bioaktiven Zement induzieren kann2. Ebenso konnte an Schweinen die Bildung von Reparaturdentin nach direkter Überkappung bzw. nach Pulpotomie und Applikation von Biodentine beobachtet werden18. Leider sind bisher über die Induktion einer Knochenneubildung durch Biodentine keine wissenschaftlichen Daten verfügbar. Sicherlich besteht weiterer Forschungsbedarf, um den Effekt von Biodentine auf Knochenzellen zu verstehen.

Stabilität

  • Tab. 1: Werkstoffkundliche Eigenschaften von Biodentine im Vergleich zu Dentin, Glasionomerzement (GIZ) und Komposit (nach: Motsch15, Pradelle-Plasse et al.16, Firla10).

  • Tab. 1: Werkstoffkundliche Eigenschaften von Biodentine im Vergleich zu Dentin, Glasionomerzement (GIZ) und Komposit (nach: Motsch15, Pradelle-Plasse et al.16, Firla10).
Die werkstoffkundlichen Eigenschaften von Biodentine sind ähnlich denen von Dentin. Sowohl das Elastizitätsmodul des Zementes als auch die Druckfestigkeit, Biegefestigkeit und Vickershärte sind mit Dentin vergleichbar und liegen, bis auf die Vickershärte, über den Werten, die man an Glasionomerzementen messen kann. Allerdings ist Biodentine nicht so stabil wie ein Kompositmaterial, sodass Biodentine für einen permanenten Verschluss einer Kavität nicht geeignet ist (s. Tab. 1). Im Vergleich zu anderen Produkten auf Portlanzementbasis ist Biodentine allerdings stabil genug, um als provisorische Füllung auch im kaulasttragenden Bereich Verwendung zu finden5,16.

Nicht-Löslichkeit, Feuchtigkeitsunempfindlichkeit, Nicht-Resorbierbarkeit

Im Vergleich zu Glasionomerzement zeigte Biodentine in einem Säurelöslichkeitstest weniger Auflösungserscheinungen an der Oberfläche. Bei einer Lagerung von Biodentine in künstlichem Speichel konnte eine Erosion nicht beobachtet werden; vielmehr kam es zu einer Ablagerung von Apatit-ähnlichen Kalziumphosphatkristallen an der Oberfläche8,10. Eigene Untersuchungen zeigten, dass die Löslichkeit von Biodentine ähnlich gering ist wie die von ProRoot MTA (unveröffentlichte Daten).

Einfache Verarbeitung

Für viele Indikationen, bei denen Biodentine angewendet werden kann, ist heutzutage Mineral Trioxide Aggregate sicherlich das Mittel der Wahl, obwohl MTA nicht ganz einfach in der Handhabung ist11. Folglich wurden unterschiedliche Geräte und Techniken empfohlen, um MTA in der endodontischen Behandlung anzuwenden11,19. Biodentine ist in der Anwendung zumeist einfacher und kann oft problemlos mit einfachen Zementstopfern oder einem Heidemannspatel appliziert werden. Die Abbindezeit liegt mit 12 Minuten zudem deutlich unter der von ProRoot MTA mit ca. 2,5 Stunden.

Röntgensichtbarkeit

Leider liegt die Röntgensichtbarkeit (laut Hersteller entspricht die Röntgenopazität 3,5 mm Aluminium) von Biodentine im Bereich von Dentin, sodass der Zement im Röntgenbild nicht ausreichend sichtbar ist (Abb. 2d u. 3d) und die Beurteilung einer korrekten Applikation kaum möglich erscheint. Die Röntgenopazität von Biodentine sollte daher verbessert werden.

Fazit

Insgesamt stellt Biodentine ein interessantes, viel versprechendes Produkt dar, das bei richtiger Indikationsstellung sicherlich in hohem Maße zur Vitalerhaltung der Pulpa bzw. zum Erhalt eines Zahnes beitragen kann. Leider sind zurzeit vergleichsweise sehr wenige wissenschaftlichen Daten über Biodentine verfügbar. Mehr wissenschaftliche Untersuchungen über Biodentine sind daher unbedingt erforderlich.

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Dr. Till Dammaschke

Bilder soweit nicht anders deklariert: Dr. Till Dammaschke


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