Ist Fluorid ersetzbar?

In den vergangenen Jahren wurde das seit Langem bekannte und in Mundhygieneprodukten eingesetzte Hydroxylapatit verstärkt als Wirkstoff zur Kariesprävention und als Ersatz für Fluorid vermarktet. Andere Wirkstoffe, wie die sogenannten Self assembling peptides, Tyrosine-rich amelogenin peptide (TRAP) und neuerdings Keratin wurden neu in die Zahnmedizin eingeführt. Wie muss man diese Wirkstoffe im Hinblick auf ihre kariespräventive Wirkung bewerten?

Wirkstoffe, die nur als Additiv und die Fluoridwirkung ergänzend Mundhygieneprodukten zugesetzt werden, wie Zink, Arginin oder Xylit, sind nicht Gegenstand dieser Abhandlung.

In den vergangenen Jahren wurde vermehrt nanopartikuläres Zinkkarbonat-Hydroxylapatit (HAP) in Zahnpasten und Mundspüllösungen als Alternative zu Fluorid zur Kariesprophylaxe proklamiert. Hydroxylapatit ist der mineralische Hauptbestandteil von Schmelz und Dentin. Mehrere In-vitro- [Guntermann et al., 2022; Wierichs et al., 2025], In-situ- [Hannig und Hannig, 2010; Hannig et al., 2013] und klinische Studien wurden durchgeführt, um eine Gleichwertigkeit der beiden Wirkstoffe zu belegen.

Die klinischen Studien wiesen jedoch durchgängig methodische Mängel auf, so dass weder sie noch darauf basierende Metaanalysen einer kritischen Würdigung standhalten und einen belastbaren Beleg für die Wirksamkeit von nanopartikulärem Hydroxylapatit darstellen [Amaechi et al., 2019; Chatzidimitriou et al., 2025; Limeback et al., 2021; Paszynska et al., 2021, 2023; Pawinska et al., 2024; Schlagenhauf et al., 2019].

Eine Übersichtsarbeit, in der die möglichen Wirkmechanismen von Hydroxylapatit diskutiert und die vorliegenden In-vitro- und klinischen Studien bewertet wurden, mündete in der Schlussfolgerung, dass es bislang keine Hinweise darauf gibt, dass fluoridfreie Hydroxylapatit-Produkte unter kariogenen Bedingungen effektiv sind [Ganß et al., 2023]. Auch ein unabhängiger systematischer Review mit Metaanalyse kam zu dem Ergebnis, dass die geringe Anzahl klinischer Studien, die relativ kurzen Nachbeobachtungszeiträume, das hohe Risiko einer Verzerrung und der begrenzte Grad der Evidenz keine schlüssigen Beweise für die Wirksamkeit von nanopartikulärem Hydroxylapatit zulassen [Wierichs et al., 2022].

Allerdings scheint nanopartikuläres Hydroxylapatit großes Potenzial zu haben, White-Spot-Läsionen zu remineralisieren. In einer klinischen Studie mit 100 Kindern wurde eine nano­partikuläre Hydroxylapatit-Paste mit einer negativen Kontrolle und folgenden Produkten verglichen: Casein-Phosphopeptid, Amorphes Calciumphosphat Paste (CPP-ACP), CPP-ACP mit Fluorid (MI-Paste) und 1,23-pro­zentiges angesäuertes Phosphatfluoridgel (APF). Die Kinder betrieben eine gute überwachte Mundhygiene mit Fluoridzahnpasta und Zahnseide. Die Produkte wurden jeweils zweimal täglich für die Dauer eines Monats angewendet. Das Ausmaß der Remineralisation wurde mit Laserfluoreszenz (Diagnodent) gemessen. Außerdem wurde die Farbveränderung mit dem Vita Easyshade spectrophotometer ermittelt. Nach einem Monat zeigte die Hydroxylapatit-Paste das beste Resultat bezüglich der Remineralisation, allerdings keine signifikante Farbverbesserung [El Mansy et al., 2025].

Grundsätzlich kann Hydroxylapatit in Mundhygieneprodukten auch mit Fluorid kombiniert werden. Allerdings funktioniert das nur mit Fluoridverbindungen, in denen das Fluor-Ion kovalent gebunden ist. Ionisch gebundenes Fluorid wie Aminfluorid (AmF), Natriumfluorid (NaF) und Zinnfluorid (SnF₂) reagiert in Gegenwart von Kalziumverbindungen zu schwer löslichem Kalziumfluorid. Damit würde das Fluorid bereits in der Zahnpastatube weitgehend inaktiviert werden.

Monofluorphosphat (MFP) ist demgegenüber in Gegenwart von Kalziumverbindungen chemisch stabil [Forward, 1980]. Der Grund dafür ist, dass das Fluor-Ion im MFP fest an das Phosphat gebunden ist. Daher muss es aber auch in der Mundhöhle enzymatisch durch Phosphatasen abgespalten werden, was nur langsam und meist unvollständig geschieht. Ionisch gebundene Fluor-Ionen werden demgegenüber rasch und vollständig freigesetzt. Da für die Wirksamkeit von Fluorid an der Zahnoberfläche das frei verfügbare Fluor-Ion (F^-) entscheidend ist, ist MFP in Zahnpasten klinisch weniger wirksam als NaF.

In einer klinischen Dreijahresstudie mit 5.474 Kindern konnte für eine NaF-Zahnpasta mit 2.000 parts per million (ppm) Fluorid eine um 13 Prozent bessere Wirksamkeit im Vergleich zu einer MFP-Zahnpasta mit 2.000 ppm Fluorid gezeigt werden [Marks et al., 1994]. Wenn also Hydroxylapatit mit Fluorid in Zahnpasten oder Mundspüllösungen kombiniert werden soll, kann nur das gegenüber NaF und anderen ionischen Fluoridverbindungen weniger wirksame MFP Verwendung finden. Klinische Studien, in denen solche Verbindungen eingesetzt wurden, haben sowohl in Bezug auf die Kariesprävention als auch in Bezug auf die Remineralisation vorhandener Initialläsionen eine bessere Wirksamkeit der Kombination MFP plus HAP gegenüber MFP allein gezeigt [Cagetti et al., 2022; Cocco et al., 2025].

Ob dieser Vorteil im Vergleich mit einer vergleichbaren Zahnpasta mit NaF oder einer anderen ionisch gebundenen Fluoridverbindung bestehen bleibt, müsste in klinischen Studien erst noch gezeigt werden.

Keratin ist ein wasserunlösliches Strukturprotein, das zu etwa 90 Prozent aus Eiweißmolekülen besteht. Es ist der Grundbaustein für Haare, Nägel und die Haut. Keratin ist elastisch, reißfest und wird vom menschlichen Körper selbst produziert. Zu industriellen Zwecken wird es meist aus tierischen Quellen wie Wolle, Federn oder Hörnern gewonnen.

Wissenschaftler konnten 2014 epitheliales Haar-Keratin (KRT75) in Ameloblasten und der organischen Schmelzmatrix nachweisen. Kinder und Erwachsene, die Träger einer Mutation des kodierenden Gens waren und an einer bereits bekannten Haarerkrankung litten, zeigten auch eine erhöhte Anfälligkeit für Karies. Gefunden wurden eine veränderte Schmelzstruktur und eine deutliche Abnahme der Zahnschmelzhärte, die darauf hindeutete, dass ein funktionierendes Keratinnetzwerk für die mechanische Stabilität des Zahnschmelzes erforderlich ist [Duverger et al., 2014].

Andere Forschende fanden bei der entsprechenden Gen-Mutation eine reduzierte Mineraldichte, eine reduzierte Mikrohärte und eine erhöhte Säurelöslichkeit des betroffenen Zahnschmelzes [Deshmukh et al., 2022]. Ein weiteres Team untersuchte 2025 eine andere Keratin-Variante (KRT15) an Mäusezähnen und fand heraus, dass das Fehlen von KRT15 zur Entwicklung einer abnormen Struktur des Schmelzepithels führt [Chiba et al., 2025]. Es gibt also deutliche Hinweise darauf, dass zumindest bestimmte Keratin-Varianten einen Einfluss auf die Zahnentwicklung besitzen und dass ein Fehlen zu Schmelz mit verminderter Qualität führt. Allerdings ist die mit KRT17 assoziierte Erkrankung Pachyonychia congenita und daher auch die Mutation mit weltweit circa 5.000 bis 10.000 Fällen extrem selten [Orphanet]. Für Mutationen von KRT15 sind in der Literatur keine Häufigkeiten zu finden, was darauf hindeutet, dass sie noch seltener vorkommen.

Die Erkenntnis, dass es einen Zusammenhang von Keratin und der Säurestabilität von Zahnschmelz gibt, veranlasste ein Forscherteam des King's College in London, Keratin als Substanz zur Förderung der Remineralisation von Schmelz zu untersuchen. In einer Studie wurde in vitro die Wirkung von Keratin (10 Prozent Keratin mit und ohne TEGDMA) auf eine Schmelzerosion im Vergleich zu 1.450 ppm Natriumfluorid und einer unbehandelten Kontrolle, die in künstlichem Speichel gelagert wurde, untersucht. Dabei wurde menschlicher Zahnschmelz zunächst mit 0,3-prozentiger Zitronensäure erodiert, dann das entsprechende Präparat aufgetragen und anschließend nochmals erodiert. Nach jeder Maßnahme wurden der Substanzverlust und die Knoop-Härte gemessen. Hinsichtlich des Substanzverlusts wurde eine statistisch signifikante Überlegenheit nur für Natriumfluorid gegenüber der Kontrolle festgestellt. Bezüglich der Mikrohärte konnten signifikante Unterschiede nur nach der zweiten Erosion festgestellt werden. Hierbei zeigten die beiden Keratin-Gruppen eine statistisch signifikant geringere Härte als die Kontrolle und NaF. Kein Unterschied wurde zwischen der Kontrolle und NaF gefunden [Sukumaran et al., 2026].

In einer weiteren In-vitro-Studie zeigte das Team an künstlich erzeugten White-Spot-Läsionen an menschlichem Zahnschmelz, dass Keratin imstande ist, eine Remineralisation zu fördern und die Mikrohärte sowohl in destilliertem Wasser als auch in einer Mineralisationslösung und in künstlichem Speichel statistisch signifikant zu erhöhen. Eine signifikante Erhöhung der Mikrohärte wurde auch im Vergleich zu als Kontrolle verwendeten Harz-infiltrierten Proben gefunden. Eine Kontrolle mit Fluorid oder einem anderen Wirkstoff, dessen remineralisierende Wirkung belegt ist, fehlte in der Studie. Zusammenfassend beschreiben die Autoren Keratin als klinisch sinnvolles, nachhaltiges Biomaterial für die Reparatur von Zahnschmelz [Gamea et al., 2025].

Diese Schlussfolgerung kann allein aufgrund der vorliegenden In-vitro-Daten nicht geteilt werden. Diese Hypothese muss durch klinische Studien erst noch belegt werden. Hinweise, dass Keratin eine kariespräventive Wirkung haben könnte, gibt es bislang nicht.

P₁₁-4 ist ein selbstorganisierendes Peptid in einer Flüssigkeit, die nach Reinigung und chemischer Vorbereitung auf eine Initialläsion aufgetragen wird. Es dient also nicht der Kariesprävention, sondern der Remineralisation bereits vorhandener initialer Karies-Läsionen. Es ist daher – ebenso wie Keratin – prinzipiell ein mikroinvasives Therapeutikum.

P₁₁-4 soll dabei die Regeneration einer Initialläsion steuern und katalysieren. Das einzige verfügbare Produkt heißt Curodont Repair (VARDIS). Es wird als lyophilisiertes Pulver getrennt aufbewahrt und vor der Anwendung rehydriert. Der Wirkmechanismus wird wie folgt beschrieben: Peptide adsorbieren in den Porositäten initialer Läsionen, die sich durch die höhere Löslichkeit von interprismatischem im Vergleich zu prismatischem Schmelz gebildet haben. Dort organisieren sie sich zu länglichen Strukturen, an die sich Kalzium, Phosphat und Hydroxid-Ionen anlagern. Dieser gesteuerte Prozess der Remineralisation konnte in vitro dargestellt werden und zeigte nach zwei Wochen eine signifikante Zunahme der Mineraldichte in untersuchten Initialläsionen [Kind et al., 2017]. Das Produkt enthält zusätzlich 500 ppm Natriumfluorid.

Zu Curodont Repair liegen drei systematische Reviews vor, die auf randomisierten, klinisch kontrollierten Studien basieren. Einer stammt aus dem Jahr 2021, zwei aus 2023 [Keeper et al., 2023; Rathore et al., 2023; Wierichs et al., 2021]. Die Übersichtsarbeit von Wierichs et al. berücksichtigte sieben Studien. Davon wurden sechs ebenfalls in den beiden Metaanalysen aus dem Jahr 2023 inkludiert. Die Analyse von Keeper et al. aus dem Jahr 2023 schloss sechs Studien ein, die auch in der Arbeit von Rathore et al. aus dem gleichen Jahr mit insgesamt acht inkludierten Studien sowie in der Arbeit von Wierichs et al. berücksichtigt wurden.

Insgesamt basieren die drei Metaanalysen also auf acht Studien. In sechs dieser Studien dienten Fluoridlacke mit 22.600 ppm Fluorid als Kontrolle, in den verbleibenden zwei jeweils Fluorid-Zahnpasten mit 1.450 ppm Fluorid und in einer der beiden Studien ergänzend eine Prophylaxepaste mit 12.300 ppm Fluorid. In drei Studien wurden die Self assembling peptides in Kombination mit Fluoridlack mit 22.600 ppm Fluorid angewendet.

In zwei Metaanalysen fielen aufgrund eines hohen Verzerrungsrisikos der eingeschlossenen Studien (sechs von sieben [Wierichs et al., 2021] beziehungsweise vier von acht [Rathore et al., 2023]) die Schlussfolgerungen sehr zurückhaltend aus und es konnte kein gesicherter Nutzen für die Anwendung des Produkts mit Self assembling peptides festgestellt werden.

Die dritte Metaanalyse kam, obwohl sie auf sechs Studien basierte, die ebenfalls in den beiden anderen Metaanalysen bewertet wurden, zu einer deutlich günstigeren Schlussfolgerung. Zwar wurde auch hier auf das in allen Studien vorhandene Risiko einer systematischen Verzerrung hingewiesen, zum Beispiel, weil Untersucher nicht verblindet waren. In der Schlussfolgerung wurde jedoch konstatiert, dass Curodont Repair wahrscheinlich klinisch relevante Auswirkungen auf den Kariesstillstand und die Verkleinerung von Läsionen habe und dass es eine vielversprechende Behandlungsmethode für initiale Kariesläsionen sei [Keeper et al., 2023].

Das attributable Risiko, das hier angibt, wie viele Fälle einer Progression initialer Kariesläsionen durch die Anwendung der Self assembling peptides im Zeitraum von sechs bis zwölf Monaten vermieden werden können, wurde mit 45 Prozent angegeben. Die mittlere Reduktion der Läsionsgrößen wurde mit 32 Prozent und das relative Risiko für die Bildung einer Kavität mit 0,32 angegeben, was bedeutet, dass in 68 Prozent der Fälle im genannten Zeitraum eine Kavitätenbildung vermieden werden konnte.

Unabhängig von der – ungeklärten – Frage, ob Self assembling peptides für die mikroinvasive Therapie von Initialläsionen empfohlen werden können, muss hier darauf hingewiesen werden, dass Produkte, die eine Remineralisation fördern und/oder das Fortschreiten einer kariösen Läsion hemmen können, nicht automatisch auch einen kariespräventiven Effekt haben. Karies entsteht immer beim fortgesetzten Vorliegen von kariogenen Bedingungen. Klinische Studien zur Remineralisation von Initialläsionen werden aber typischerweise unter eher gering kariogenen Bedingungen durchgeführt.

Das tyrosinreiche Amelogenin-Peptid (TRAP) ist ein Hauptprodukt der enzymatischen Hydrolyse von Amelogenin während der Zahnschmelzentwicklung und spielt eine wichtige Rolle bei der Bildung und der Remineralisation von Zahnschmelz. Dabei interagiert es mit Kalzium- und Phosphor-Ionen und stabilisiert diese in einer amorphen Form, was die Bildung von Hydroxylapatitkristallen unterstützt. In vitro konnte gezeigt werden, dass TRAP die Remineralisation von Initialläsionen fördert [Fan et al., 2012]. TRAP gehört also wie die Self assembling peptides zu den Substanzen, die primär eine Option für die mikroinvasive Therapie darstellen.

In einer In-vitro-Studie wurden Rinder-Schmelzproben demineralisiert und anschließend mit einer von vier Lösungen behandelt: (1) Remineralisationslösung, (2) Schweine-Amelogenin (100 Mikrogramm pro Milliliter), (3) TRAP (100 Mikrogramm pro Milliliter) und (4) Natriumfluorid (2 ppm). In den Gruppen 2 bis 4 kam ebenfalls Remineralisationslösung zum Einsatz. Gemessen wurden die Veränderungen der Läsionstiefe und der Mineralgewinn. Sowohl in der Reduzierung der Läsionstiefe als auch im Mineralgewinn war die Behandlung mit Fluorid statistisch signifikant wirkungsvoller als die Behandlung in den anderen drei Gruppen, obwohl die Fluoridkonzentration sehr niedrig war. TRAP und Schweine-Amelogenin unterschieden sich nicht und führten zu statistisch signifikant besseren Ergebnissen als die in Gruppe 1 eingesetzte Remineralisationslösung [Li et al., 2023].

Aus der gleichen Forschergruppe stammt eine anschließend ebenfalls mit bovinen Schmelzproben durchgeführte In-situ-Studie. Nach der Demineralisation wurden die Proben in drei Gruppen mit folgenden Lösungen behandelt: (A) deionisiertes Wasser (DDW, Negativkontrolle), (B) rekombinantes Amelogenin-Peptid TRAP (100 Mikrogramm pro Milliliter) und (C) Natriumfluorid (2 ppm). Die In-situ-Remineralisationsphasen wurden dreimal durchgeführt und erstreckten sich jeweils über 14 Tage. Zum Abschluss wurde die Zunahme der Oberflächenhärte nach Remineralisation gemessen. Fluorid führte zu statistisch signifikant besseren Werten als TRAP, das wiederum zu signifikant besseren Ergebnissen als deionisiertes Wasser führte [Bai et al., 2025]. Klinische Studien zur Wirksamkeit von TRAP liegen nicht vor.

Eine relevante klinische Wirksamkeit als potenzieller Wirkstoff  zur mikroinvasiven Therapie konnte also bislang für TRAP nicht nachgewiesen werden. Eine kariespräventive Wirkung wurde bisher nicht untersucht.

Gründe, eine Wirksubstanz durch eine neue zu ersetzen, können sein:

• eine bessere Wirksamkeit bei maximal gleichen Nebenwirkungen

• geringere Nebenwirkungen bei mindestens gleicher Wirksamkeit

• Die Wirksamkeit von Fluorid in der Kariesprävention ist durch zahlreiche klinische Studien und Metaanalysen mit höchster Evidenz belegt. Zur Übersicht sei hier auf das aktuelle Positionspapier des wissenschaftlichen Beirats der Informationsstelle für Kariesprophylaxe [Zimmer et al., 2025a] sowie die daraus abgeleiteten Handlungsempfehlungen für die Praxis verwiesen [Zimmer et al., 2025b].

• 2024 erfolgte eine Umfrage an den 30 zahnmedizinischen Einrichtungen deutscher Universitäten unter den im Fach Zahnmedizin Lehrenden (Professorinnen und Professoren, Privatdozentinnen und Privatdozenten), die sich mit dem Thema Fluorid beschäftigen. Von den 40 Fachleuten, die teilnahmen, gaben 82,5 Prozent an, dass eine wirksame bevölkerungsweite Kariesprophylaxe ohne die Verwendung von Fluoriden nicht möglich ist. Und 100 Prozent antworteten, dass es derzeit keinen Wirkstoff gibt, der Fluorid gleichwertig ersetzen kann [Zimmer et al., 2024].

• Aus der vorliegenden Bewertung potenzieller Alternativsubstanzen ist zu erkennen, dass es derzeit keine Substanz gibt, die Fluorid auch nur annähernd gleichwertig ersetzen könnte.

• Fluorid wird in Deutschland seit mindestens 1895 in Mundhygieneprodukten (Tanagra Zahnpulver, Zahnpasten und Mundwasser) eingesetzt [Rohrer, 1910]. Seine Risiken und Nebenwirkungen sind daher wegen der sehr langen Nutzungsdauer von über 130 Jahren und der weltweiten Verbreitung sehr gut erforscht – und minimal. Die Risiken und Nebenwirkungen von neuen potenziellen Wirkstoffen sind weniger bis kaum erforscht.

• Als Schwelle für eine mögliche akute Vergiftung gilt die wahrscheinlich toxische Dosis (Probably Toxic Dose, PTD). Sie liegt für Fluorid bei 5 Milligramm Fluorid pro Kilogramm Körpergewicht [Whitford, 1996]. Für Gesamtmengen unter 100 Milligramm Fluorid sind aber auch bei Kleinkindern keine Vergiftungserscheinungen beschrieben [Mühlendahl et al., 1995], so dass als Faustregel gilt, dass für eine mögliche akute Intoxikation die Schwelle von5 Milligramm Fluorid pro Kilogramm Körpergewicht, mindestens aber eine Gesamtmenge von 100 Milligramm Fluorid überschritten sein muss. Das bedeutet zum Beispiel, dass mit toxischen Erscheinungen zu rechnen ist, wenn ein einjähriges Kind mit circa 10 Kilogramm Körpergewicht 100 Milligramm Fluorid verschluckt. Bei einem sechsjährigen Kind, das durchschnittlich etwa 21,5 Kilogramm wiegt, wären es 107,5 Milligramm Fluorid (5 Milligramm Fluorid x 21,5). Beides entspricht etwa dem maximalen Fluoridgehalt einer Tube „Erwachsenen“-Zahnpasta (75 Milliliter mit maximal 112,5 Milligramm Fluorid). Dass ein Kind es schafft, eine ganze Tube Erwachsenenzahnpasta zu verschlucken, wurde in der Fachliteratur nach unserem Wissen bisher nicht berichtet und erscheint nahezu ausgeschlossen.

• Beim Giftinformationszentrum-Nord in Göttingen, das für die Länder Bremen, Hamburg, Niedersachsen und Schleswig-Holstein zuständig ist, sind von 1996 bis 2022 insgesamt 1.696 Notrufe wegen versehentlichen Verschluckens von in der Regel fluoridhaltiger Zahnpasta eingegangen. Es handelte sich fast ausschließlich um Kleinkinder. Nahezu alle Kinder waren symptomlos oder hatten nur leichte Magen-Darm-Symptome. Es gab nur einen Fall mit mehrfachem Erbrechen. Es ist nicht belegt, ob die Symptome auf Fluorid oder andere Inhaltsstoffe des verschluckten Produkts zurückzuführen waren [Schaper, 2023].

• Nach der aktuellen Bewertung der European Authority on Food Safety (EFSA) von Fluorid in Nahrungsmitteln, im Trinkwasser und in anderen Quellen liegt die altersabhängige Fluoridaufnahme in Europa und Deutschland bei Berücksichtigung aller Quellen teilweise deutlich unterhalb der akzeptablen täglichen Aufnahmemengen [EFSA Scientific Committee und Bennekou et al., 2025]. Die in Tabelle 1 dargestellten Daten sind der EFSA-Publikation entnommen.

• Tabelle 2 stellt einigen häufigen Behauptungen zu möglichen schädlichen Wirkungen von Fluorid die wissenschaftlichen Fakten gegenüber.

Fluorid in Mundhygieneprodukten und Produkten für die professionelle Prävention ist unverzichtbarer Bestandteil einer bevölkerungsweit wirksamen Kariesprophylaxe. Ein Großteil der Erfolge, die in der Kariesprävention in den vergangenen Jahrzehnten erreicht wurden, ist dem Einsatz von Fluorid zu verdanken. Die Risiken, die mit der Verwendung von Fluoridpräparaten einhergehen, sind minimal und im Vergleich zu ihrem Nutzen vernachlässigbar.

Eine Aufgabe der zahnmedizinischen Forschung besteht darin, immer wirkungsvollere, nebenwirkungsärmere und kostengünstigere Produkte für die zahnmedizinische Versorgung der Bevölkerung zu entwickeln und zu prüfen. Insofern ist es zu begrüßen, dass neue potenzielle Wirkstoffe zur Kariesprävention entwickelt und getestet werden. Bislang ist jedoch kein Wirkstoff verfügbar, der Fluorid gleichwertig ersetzen könnte.