Messprobleme bei der profilometrischen Quantifizierung von erosiv bedingten Zahnhartsubstanzverlusten an humanem Dentin : Eine systematische Methodenevaluation
Die Profilometrie ist eine etablierte Messmethode in der Erosionsforschung. Sie ist für Schmelz validiert, wird aber auch für Dentin angewendet. Doch im Gegensatz zu Schmelz weist Dentin eine komplexe Histologie auf. So wird nach einer Demineralisation ein Kollagengeflecht freigelegt, das innerhalb kurzer Zeit bei Dehydrierung an der Raumluft zusammenfällt. Zudem ist mineralisiertes Dentin im Gegensatz zu Schmelz ein wasserreiches Gewebe. Beide Aspekte führen dazu, dass die Profilometrie nicht einfach von Schmelz auf Dentin übertragbar ist, sondern besonderer Anpassungen bedarf. Ziel dieser in vitro Studie war es, den Einfluss der Dehydrierung von Proben auf die profilometrischen Messergebnisse vor und nach Entfernung der organischen Matrix sowie den Einfluss der verwendeten Tasterart zu untersuchen.Dazu wurden Dentinproben (je n=15) mit einer definierten Dicke in Zitronensäure (0,05 molar, pH 2,6) für 5, 10, 15, 20, 30, 60, 90 und 120 Minuten demineralisiert. Anschließend wurde die Stufenhöhe zwischen einer Referenz- und einer Versuchsfläche unter verschiedenen Messbedingungen untersucht.Die Messungen wurden sowohl vor als auch nach Entfernung der organischen Matrix mit einem mechanischen Taster und einem optischen Sensor durchgeführt. Vor Entfernung der organischen Matrix wurden die Proben unter standardisierten feuchten Messbedingungen und nach 2- und 10-minütiger Dehydrierung der Probe an der Raumluft profilometrisch vermessen. Nach Entfernung der organischen Matrix mit einer Kollagenaselösung wurde die Stufenhöhe unter standardisierten feuchten Messbedingungen und ausschließlich nach 10-minütiger Dehydrierung der Probe an der Raumluft ermittelt. Zusätzlich wurden vor und nach Entfernung der organischen Matrix mit beiden Tasterarten Trocknungseffekte über die Zeit beobachtet. Um die Messergebnisse zu visualisieren, wurden 3D-Scans und rasterelektronenmikroskopische Strukturaufnahmen sowie EDX-Linescans angefertigt. Vor Entfernung der organischen Matrix konnte im feuchten Zustand der Probe aufgrund der vollständigen Hydrierung der organischen Matrix durch den optischen Sensor kaum eine Stufenhöhe ermittelt werden. Die Werte lagen nach 5, 10, 15, 20, 30, 60, 90 und 120 Minuten bei 0,3 ± 0,7; 0,4 ± 1,2; 0,5 ± 1,3; 0,8 ± 1,7; 1,0 ± 1,1; 1,9 ± 1,5; 3,1 ± 1,5 und 3,4 ± 1,5. Im Gegensatz dazu gräbt sich der mechanische Taster in die organische Matrix ein und erzielt dadurch höhere Werte (Werte für 5, 10, 15, 20, 30, 60, 90, 120 Minuten lagen bei 2,9 ± 1,1; 4,9 ± 1,3; 6,9 ± 1,6; 9,0 ± 1,7; 12,1 ± 1,7; 17,9 ± 1,9; 24,8 ± 4,2; 30,6 ± 5,8). Eine 2- und 10-minütige Dehydrierung der Probe an der Raumluft führte aufgrund des Zusammenfalls der organischen Matrix bei beiden Tasterarten zu einer signifikanten Erhöhung der Werte. Dennoch konnte vor Entfernung der organischen Matrix die Mineralisationsfront durch beide Tasterarten nicht dargestellt werden. Dies bestätigte sich bei dem Vergleich der einzelnen Messbedingungen durch Bland-Altman-Plots, bei denen sich sowohl signifikante systematische als auch proportionale Fehler zeigten. Nach Entfernung der organischen Matrix haben sich die Werte bei beiden Tasterarten erhöht. Die Trocknung der Proben führte jedoch über eine Wölbung der Probe, die durch 3D-Scans visualisiert werden konnte, zu einer Verkleinerung der Werte um 2-4 µm. Die rasterelektronenmikroskopischen Strukturaufnahmen vor Entfernung der organischen Matrix zeigten eine mit zunehmender Demineralisationszeit dicker werdende, entmineralisierte organische Matrix. Die vollständige Demineralisation des Kollagengeflechts konnte durch die EDX-Linescans bestätigt werden. Nach Entfernung der organischen Matrix wurde auf den Strukturaufnahmen ein mit zunehmender Demineralisationszeit wachsender Substanzverlust erkennbar. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass der Mineralverlust erst nach Entfernung der organischen Matrix unter feuchten Messbedingungen adäquat quantifiziert werden kann. Die Werte, die sowohl vor als auch nach Entfernung der organischen Matrix unter unterschiedlichen Messbedingungen erhoben wurden, sind nicht proportional zueinander, da eine Dehydrierung der Probe zu einer raschen Veränderung der Messwerte führt. Diese Studie betont somit die Wichtigkeit eines entsprechenden Studiendesigns, um adäquat den Mineralverlust messen zu können. Dazu zählen sowohl die dem Zielkriterium entsprechende Auswahl des Tasters und die entsprechende Probenvorbereitung, als auch die Einhaltung einer standardisierten Feuchtigkeitskontrolle.
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