Zahnpasten und Abrasion/Erosion am Zahnschmelz : Interaktion von Wirk- und Abrasivstoffen in vitro

Abstract

Zahnpasten und -pulver sind aus historischer Sicht ein grundlegender Bestandteil der Mundhygiene des Menschen. Die Deutschen Mundgesundheitsstudien (DMS) zeigen eine Anwenderhäufigkeit von bis zu 80% in nahezu allen Altersgruppen und eine Zunahme der Prävalenz von nicht kariesbedingten Zahnhartsubstanzverlusten durch Erosion und Abrasion.Ziel der Studie war es deshalb, die erosionsprotektive Wirkung der Zahnpasten und die Effekte nach Erosion und Bürstabrasion am Zahnschmelz zu untersuchen. Im Speziellen sollten die physikalischen und chemischen Effekte und die Interaktion der Fraktion der Putzkörper und der aktiven Inhaltsstoffe analysiert werden, welche die erosions-protektiven Effekte der untersuchten Produkte möglicherweise beeinflussen. Hierzu erfolgte die Analyse folgender Parameter: Form und Größe der enthaltenen Putzkörper Putzkörperanteil der Produkte die RDA- und REA-Werte der einzelnen Zahnpasten die Elementanalyse der enthaltenen Putzkörper die Wirkstoffe (Inhaltsstoffe) der ProdukteIn diesem In-vitro-Experiment wurden insgesamt 17 Zahnpasten und ein Zahngel untersucht. Es handelte sich um acht natriumfluoridhaltige, drei hydroxylapatithaltige (zwei natriumfluoridhaltig, eins fluoridfrei), ein fluoridfreies chitosanhaltiges Präparat, drei zinnfluoridhaltige Zahnpasten, ein Präparat mit Polyethylenputzkörpern, ein zinnfluoridhaltiges Zahngel (Positivkontrolle) und ein wirkstofffreies Präparat (Placebo). Als Negativkontrolle wurde die alleinige Erosion ohne Einsatz eines Präparats betrachtet. Die Untersuchung bestand aus zwei unterschiedlichen Versuchsreihen (Experiment I und II), die sich jeweils über einen Zeitraum von zehn Tagen erstreckten. In jedem der Experimente wurden humane Schmelzproben sechsmal täglich für 2 min erosiv demineralisiert (0,5%ige Zitronensäure, pH 2,5). Am Anfang und Ende jedes Versuchstages wurden die Proben für 2 min in die Slurries der Produkte gegeben. In Experiment II wurde während dieses zweiminütigen Slurrykontakts für 15 s mit einem Auflagegewicht von 200 g gebürstet. Anschließend wurden die Substanz-verluste profilometrisch bestimmt. In Experiment I, welches die Wirkeffekte bei alleiniger Erosion untersuchte, zeigte die Applikation des Placebos gegenüber der Negativkontrolle (alleinige Erosion) keinen signifikanten Effekt. Zehn Produkte zeigten signifikante Unterschiede zum Placebo (p = 0,05). Eins der natriumfluoridhaltigen Produkte führte zu einer Erhöhung der Substanzverluste um 39%. Die restlichen neun führten zu einer signifikanten Reduktion gegenüber Placebo: die vier natriumfluoridhaltigen Produkte reduzierten die Substanzverluste um 36 43%, das chitosanhaltige Präparat führte zu einer Reduktion um 51% und die drei zinnfluoridhaltigen Zahnpasten konnten die Substanzverluste um 48 62% reduzieren. Am effektivsten stellte sich das zinnhaltige Gel (Positivkontrolle) mit einer Reduktion von 76% gegenüber Placebo dar.Die Ergebnisse aus Experiment II bilden die Effektivität der Produkte unter dem Zusammenspiel von physikalischen und chemischen Reizen ab. Lediglich fünf Produkte (drei zinnfluoridhaltige und zwei natriumfluoridhaltige Formulierungen) zeigten keine signifikante Erhöhung der Substanzverluste gegenüber der alleinigen Erosion (Negativkontrolle). Placebo führte zu einer 31%igen Erhöhung der Substanzverluste gegenüber der Negativkontrolle. Insgesamt neun Produkte zeigten signifikant geringere Substanzverluste als Placebo (p = 0,05): die fünf natriumfluoridhaltigen Produkte reduzierten die Substanzverluste um 29 57%, die drei zinnfluoridhaltigen Zahnpasten um 49 69% und das zinnfluoridhaltige Gel (Positivkontrolle) um 76%. Außerdem zeigte sich eine nicht-lineare Beziehung von RDA/REA bzw. dem Putzkörperanteil und den Substanzverlusten, während die Putzkörpergröße keinen Effekt hatte. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die meisten Produkte mit klassischen Fluoridverbindungen unter alleiniger Erosion häufig akzeptable Ergebnisse erzielen. Die chitosan- und zinnhaltigen Präparate stellen sich indes als wirkstärker dar. Nach zusätzlicher Bürstabrasion kam es hingegen zu einer großen Varianz der Effekte. Bestimmte anti-erosive Wirkeffekte sind somit nicht als Prädiktor für das Verhalten eines Produkts unter Bürstabrasion zu sehen. Nach wie vor weisen zinnhaltige Formulierungen die besten Wirkeffekte bei Erosion und Abrasion auf und sind deshalb als klare Empfehlung in der Erosionstherapie zu nennen. Historically, toothpastes and -powders are an essential part of oral hygiene. In 2014, the German Oral Health Survey (Deutsche Mundgesundheitsstudie = DMS) stated a regular use of toothpastes and -powders by up to 80% in nearly all age cohorts and an increasing prevalence of non-carious-induced dental hard tissue loss by erosion and abrasion.The aim of this study was to examine the erosion-protective effect of toothpastes and their impact after erosion and abrasion by brushing on enamel. In particular, the physical and chemical effects and the interaction of the particulate fraction and the active ingredients, which might modulate the anti-erosive effects of the products, should be analysed.An analysis for the following parameters was conducted: Form and size of the abrasives Amount of particulate fraction in the products RDA- and REA-value of the toothpastes Element analysis of the abrasives Active ingredientsIn this in vitro experiment, a total number of 17 toothpastes and one tooth gel were examined. Eight were sodium fluoride toothpastes, three hydroxyapatite (two also contained sodium fluoride, one was fluoride-free), one toothpaste was a fluoride-free chitosan product, three were stannous fluoride toothpastes and one product contained polyethylene abrasives. One stannous fluoride gel (positive control) and a placebo product, without active ingredients were also implicated in this experiment. Negative control was erosion only. The examination consisted of two different experimental runs (experiment I and II), which took place over a period of ten days. In both experiments, human enamel samples were erosively demineralised for 2 min six cycles daily (0.5% citric acid, pH 2.5). By the beginning and end of each day, samples were immersed in the products slurries for 2 min. During these immersions, samples in experiment II were also brushed for 15 s (load 200 g). Afterwards, the tissue loss was quantified profilometrically.Experiment I, investigating the effect only on erosion, indicated that the application of placebo had no significant effect compared to the negative control (erosion only). Ten products showed a significant difference to placebo (p = 0,05). One of the sodium fluoride toothpastes increased tissue loss up to 39%. In contrast, nine products showed a significant decrease of tissue loss in comparison to the placebo product. Four products containing sodium fluoride reduced tissue loss by 36 to 43%. The fluoride-free chitosan product decreased tissue loss up to 51% and the three stannous fluoride toothpastes reduced tissue loss by 48 to 62%. The stannous fluoride gel (positive control), being the most effective, showed a reduction of 76% compared to placebo.Experiment II examined the effects under the interaction of physical and chemical impacts. Five products (three stannous fluoride and two sodium fluoride formulations) showed no significant increase of tissue loss compared to erosion only (negative control). The placebo increased tissue loss by 31% in relation to the negative control. Overall nine products showed significantly less tissue loss than the placebo (p = 0,05). Five sodium fluoride formulations reduced tissue loss by 29 to 57%, the three stannous fluoride toothpastes by 49 to 69% and the stannous fluoride gel (positive control) by 76%.Furthermore, the study revealed a non-linear relation of RDA/REA-value, as well as the amount of particles and tissue loss, whereas the particle size had no significant effect.The results of this study indicate that most products with classical fluoride compounds achieve acceptable results under erosion only. However, chitosan containing and stannous fluoride products show to be more effective. After additional brushing, however, a broad range of effects occurred. Therefore, anti-erosive effects are not to be seen as a predictor for the behaviour and impacts of toothpastes while brushing. Nevertheless, stannous fluoride formulations are expected to provide the best protection on erosion and abrasion. Therefore, stannous fluoride formulations should be highly recommended in therapy of tooth erosion.