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01.05.03 / 00:13
Heft 09/2003 Zahnmedizin
PDT (Photodynamic Therapy)

Desinfektion in der Zahnheilkunde mit einer neuen Technologie

Die PDT ( Photodynamic Therapy) stellt eine Technologie dar, die in der Lage ist, Zahnoberflächen bis hin zur Sterilität zu desinfizieren, ohne thermische Reizung oder Schäden zu verursachen, wie dies bei herkömmlichen Laserverfahren möglich ist. Im Folgenden wird diese Methode vorgestellt und die ersten Untersuchungsergebnisse erläutert.




Desinfektion von dentalen Oberflächen ist in der Zahnheilkunde schon seit langer Zeit bekannt. Häufig werden angewandt H2O2, Natriumhyperchlorid (NaOCl) und andere Präparate.   

Auch ist seit 1982 bekannt, dass unterschiedliche Lasersysteme eine Bakterienreduktion auf Oberflächen bewirkten. Ebenso wurden Softlaser zur Desinfektion eingesetzt, allerdings mit sehr unterschiedlichen Ergebnissen und Dokumentierungen seitens der Autoren. Bei all diesen Laseranwendungen kam aber lediglich als einziges Therapeutikum das Laserlicht zum Einsatz [1,4,5,6,8,9].

Entwicklung

Seit etwa 15 Jahren ist bekannt, dass unter In-vitro-Bedingungen Bakterien abgetötet werden können, wenn sie vorher eine gewisse Zeit einer photosensiblen Flüssigkeit ausgesetzt wurden und danach Licht einer bestimmten Wellenlänge eine gewisse Zeit einwirkte [2,10,11,12,13,14].  

In späteren Jahren hat diese Methode Eingang in die medizinische Therapie gefunden und ist bekannt unter dem Begriff Photodynamic Therapy (PDT). Basierend auf diesen Erkenntnissen haben Pearson und Wilson eine Methode zur Anwendung auf Zahnhartsubstanz entwickelt. In In-vitro- Studien haben sie nachgewiesen, dass durch einen Softlaser mit einer Wellenlänge von ë = 633 nm Bakterien abgetötet werden, wenn zuvor Toloniumchlorid (12,7μg/ml) auf die Bakterien aufgebracht wurde, das eine hohe Affinität zur Zellmembran der Bakterien aufweist. Weder die Flüssigkeit allein noch der Laser allein wirken bakterizid. In der Kombination beider Anwendungen konnten sie nachweisen, dass Bakterien unter Einsatz einer optimalen Zeit und einer optimalen Energiemenge zu 99,9 Prozent abgetötet wurden.  

Pearson hat in einer vorklinischen Studie an extrahierten kariösen Zähnen die Wirkung von PDT auf Dentin, ganz besonders auf infiziertes Dentin, nachgewiesen [3,7].

Klinische Anwendung bei kariösen Läsionen

Technische Durchführung an einem Patientenbeispiel erläutert

Zunächst wird in konventioneller Technik die kariöse Läsion eröffnet. Abbildung 1 zeigt eine profunde kariöse Situation nach Entfernen der Krone 37 bei einer etwa 50- jährigen Patientin. Es wurde auf herkömmliche Weise exkaviert, allerdings wurde darauf geachtet, dass das Pulpenkavum nicht eröffnet wurde. Abbildung 2 zeigt die oben genannte Flüssigkeit, die mittels eines Pinsels oder einer dünnen Kanüle auf die kariöse Läsion aufgetragen wurde. Diese Flüssigkeit muss mindestens 60s auf die Dentinoberfläche einwirken. Abbildung 3 zeigt die Laserspitze über der kariösen Läsion, Abbildung 4 den Laser in Aktion. Der Laser war mit einer Leistung von 100mW und 60s aktiv.   

Danach wurde die Oberfläche mit steriler Kochsalzlösung von dem Toloniumchlorid gereinigt. Es erfolgte eine Restauration in konventioneller Art und Weise. Abbildung 5 zeigt die abgeschlossene Restauration des Zahnstumpfes, Abbildung 6 die Versorgung des Zahnes mit einem Langzeitprovisorium.

Klinische Auswertung des oben genannten Falles

Zur Absicherung des klinischen Ergebnisses wurden drei Dentinproben entnommen und mikrobiologisch untersucht. Die erste Probe wurde unmittelbar nach Eröffnung der kariösen Läsion gewonnen, die zweite nach Beendigung der konventionellen Exkavierung und die dritte Probe nach Anwendung des PDT-Verfahrens. Abbildung 7 zeigt in dem oben genannten Fall das entsprechende Ergebnis. Es waren vor der Exkavierung reichlich physiologische Keime der Mundhöhle nachweisbar, nach dem Exkavieren vereinzelt und nach der Anwendung des Lasers waren keine Keime mehr anzüchtbar, das heißt, die oberflächliche Dentinschicht war steril.

Klinische Studie

An der gesamten klinischen Studie nahmen sowohl weibliche als auch männliche Patienten im Alter von 23 bis 68 Jahren teil. Zunächst musste in einer kurzen Vorstudie ermittelt werden, ob die Angaben aus der vorklinischen In-vitro-Studie auf Zähne in vivo übertragbar sind, unter Berücksichtigung der entsprechenden Zeit und der Intensität. Es wurde bei drei Patienten jeweils eine tiefe kariöse Läsion mit dem Laser behandelt, vor und nach der Behandlung jeweils Proben entnommen und analysiert. Tabelle eins zeigt die Ergebnisse dieser drei Behandlungen, wobei der Laser 30s zum Einsatz kam mit einer Leistung von 60mW.

Erläuterung der Ergebnis

1 massenhaft Keime (rasenförmiges Wachstum)

2 reichlich Keime (Wachstum von etwa 100 Bakterienkolonien)

3 geringe Anzahl von Keimen (Wachstum von etwa 10-50 Bakterienkolonien)

4 vereinzeltes Keimwachstum (Wachstum von etwa 1 bis 4 Bakterienkolonien)

5 Wachstum von Keimen nach Anreicherung (weniger als 100 Keime pro ml)

6 keine Keime gefunden

Bei der Voruntersuchung konnte lediglich in einem von drei Fällen eine sterile Oberfläche nach der Einwirkung des Lasers erzielt werden. Bei den beiden übrigen Fällen wurde die Keimzahl zwar deutlich reduziert, aber nicht vollständig eliminiert.

Aus diesem Grund wurden für die eigentliche klinische Studie deutliche Veränderungen zu der kurzen Vorstudie vorgenommen. Es wurde die Zeit, mit der der Laser einwirkt, auf 60s erhöht und die Leistung auf 100mW gesteigert. Tabelle zwei zeigt die Ergebnisse bei zehn Patientenfällen, bei denen jeweils einmal vor und einmal nach der Anwendung des PDT-Verfahrens Dentinproben entnommen und mikrobiologisch untersucht wurden. In acht von zehn Fällen konnte mittels des Lasers eine sterile Dentinoberfläche erzeugt werden. 

Bei Fall zwei war bereits vor der Anwendung des Lasers das Dentin keimfrei, bei dem Patienten eins konnte lediglich eine deutliche Verbesserung der Keimsituation erzielt werden aber keine restlose Eliminierung.  

Der dritte Teil der Untersuchung umfasste fünf Patientenfälle mit kariösen Situationen, die bei konventioneller Therapie eine Eröffnung des Pulpenkavums und damit als Konsequenz eine direkte Überkappung gehabt hätten. Auch in diesen Fällen wurde die Pulpa nicht eröffnet. Es wurden, wie in dem klinischen Fall gezeigt, je drei Dentinproben entnommen, die erste unmittelbar nach Eröffnung der kariösen Läsion, die zweite vor der Anwendung des Lasers und die dritte danach. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.

Auswertung der Untersuchung

In einem Fall konnte keine völlige Sterilität auf der Oberfläche hergestellt werden. In Fall vier war bereits eine sterile Oberfläche durch konventionelles Exkavieren gegeben. Bei den drei übrigen Fällen wurde durch den zusätzlichen Einsatz des PDT-Verfahrens eine deutliche Reduzierung der Keime von dem vorherigen Niveau bis zur Sterilität bewirkt.

Bewertung der Ergebnisse

Die ersten Ergebnisse dieser auf längere Zeit angelegten Studie lassen erkennen, dass bei profunden kariösen Läsionen in den meisten Fällen eine deutliche Reduktion der Keimzahl auf der Oberfläche des belassenen Dentins durch die Anwendung des PDTVerfahrens bewirkt wird. Mit dem PDT-Verfahren scheint es möglich zu sein, restliches Dentin, welches noch infiziert ist, als Dach über der Pulpa zu belassen. Es ist davon auszugehen, dass dieses im Wesentlichen durch die Anwendung der Lasertechnologie keimarm bis keimfrei gemacht wird. Somit dürfte sich die Notwendigkeit zur direkten Überkappung deutlich verringern und bis gegen Null gehen.  

Kein Patient, der Bestandteil dieser Studie war, klagte später über Schmerzen oder gab uns die Notwendigkeit, eine Revision der Füllungen vorzunehmen oder gar eine endodontische Maßnahme einzuleiten. Dies gilt in gleicher Weise für mehr als 100 weitere Fälle, bei denen das PDT-Verfahren in der Therapie von Karies zum Einsatz kam, die aber nicht Bestandteil dieser Studie sind, da die kariösen Läsionen kleiner und oberflächlicher waren.  

Im Gegensatz zu anderen bekannten Lasersystemen wird durch das hier beschriebene Verfahren keine erhöhte Temperatur eingesetzt, die bekannterweise eher schädlich für Pulpa, Parodontalgewebe und andere Gewebe der Mundhöhle sein kann. Somit scheint bei vorsichtiger Bewertung die PDTTechnologie eine deutliche Verbesserung in der Desinfektion von kariösen Oberflächen und damit in der Rezidivprophylaxe darzustellen. Weitere Untersuchungen sind noch anzustellen.  

Für die Durchführung der mikrobiologischen
Analysen danke ich Dr. Binder und dem Team
des Medizinischen Labors Hannover.

Dr. med. dent. Karl-Heinz Schuckert
Institut für innovative Zahnheilkunde
INDENTE
Ellernstr. 23, 30175 Hannover
E-Mail: info@indente.de

 



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