In vitro Untersuchungen zur Effektivität von Titantetrafluorid bei der Therapie von Erosionen

Abstract

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der Effektivität von Titantetrafluorid bei der Therapie von Erosionen. Es sollte herausgefunden werden, in wie weit dieses im Vergleich mit Natriumfluorid einen erosiv bedingten Mineralverlust vermindern und u.U. sogar zu einer Remineralisation in Schmelz- und Dentinproben führen kann. Es wurden jeweils drei longitudinale Schmelz- und Dentinproben von 25 zuvor vollständig impaktierten menschlichen dritten Molaren gewonnen. Diese 400 µm dicken Schmelz- sowie 700 µm dicken Dentinproben wurden parallel zur Zahnoberfläche präpariert. Die resultierenden 75 Proben beider Zahnhartgewebe wurden den zwei Versuchsreihen, Schmelz und Dentin, zugewiesen. Innerhalb jeder Versuchsreihe wurden die 75 Proben auf drei Versuchsgruppen gleichmäßig verteilt. Im einzelnen handelte es sich dabei um folgende Gruppen: Gruppe 1: Kontrollgruppe (erosive Demineralisation, keine Fluoridierung); Gruppe 2: Anwendung von Titantetrafluorid (erosive Demineralisation, Fluoridierung); Gruppe 3: Anwendung von Natriumfluorid (erosive Demineralisation, Fluoridierung). Die Fluoridierungen der Proben fanden zu Beginn eines jeden Versuchstages für fünf Minuten mit wässrigen Fluoridlösungen gleicher Konzentration (1%) und gleichen pH-Werts (1,5) statt. Die Applikationen wurden hierbei in Glasbehältern auf einem Schütteltisch durchgeführt. Anschließend erfolgten täglich sechs erosive Demineralisationen mit einer Dauer von jeweils zehn Minuten und in Abständen von 90 Minuten. Dabei wurde 0,05 molare Zitronensäure mit einem pH-Wert von 2,3 eingesetzt. Auch in diesem Fall kamen Glasbehälter und der Schütteltisch zur Anwendung. In der übrigen Zeit wurden die Proben in künstlichem Speichel aufbewahrt. Die Dauer einer Versuchsreihe betrug insgesamt fünf Tage. Der Mineralgehalt der einzelnen Proben wurde sowohl vor der Versuchsdurchführung mit der Festlegung des sogenannten Baseline-Werts als auch nach jedem Versuchstag bestimmt. Der Baseline-Wert diente als Referenzwert für die Ermittlung des Gesamtmineralverlusts oder -gewinns nach den jeweiligen Tagen. In der Versuchsreihe Schmelz zeigten die mit Titantetrafluorid behandelten Proben nach Ablauf der fünf Versuchstage mit durchschnittlich 41,8 ± 14,4 µm einen höchst signifikant geringeren Mineralverlust als die mit Natriumfluorid behandelten Proben, deren mittlerer Mineralverlust bei 111,8 ± 25,1 µm lag. Die Proben der Kontrollgruppe wiesen bereits nach dem dritten Tag einen Mineralverlust von 121 ± 27 µm auf. Die Differenzen zu den fluoridierten Proben waren dabei an allen drei Tagen höchst signifikant, sodass die Kontrollgruppe nach dem dritten Tag aus der Versuchsdurchführung herausgenommen wurde. In der Versuchsreihe Dentin lag der mittlere Mineralverlust der Natriumfluoridproben an den ersten vier Versuchstagen knapp unter dem der Titantetrafluoridproben. Am fünften Tag konnten letztere im Durchschnitt jedoch einen Mineralgewinn verzeichnen und verfügten somit am Ende mit 15,4 ± 13,4 µm über einen niedrigeren Mineralverlust als die Natriumfluoridproben mit 21,8 ± 11,8 µm. Für die Proben der Kontrollgruppe wurde an jedem Versuchstag ein Mineralverlust ermittelt, der höchst signifikant höher als der in den fluoridierten Gruppen war. Nach dem fünften Tag betrug dieser 61 ± 17 µm. Die Versuchsergebnisse verdeutlichen, dass eine Fluoridierung sowohl mit Natrium- als auch mit Titantetrafluorid die Entwicklung von Erosionen unter extremen Bedingungen hemmen kann. Titantetrafluorid zeigte sich bei der Applikation auf Schmelzoberflächen als deutlich effektiver als Natriumfluorid. Bei der Anwendung auf Dentin traten keine signifikanten Unterschiede in der Wirksamkeit der beiden Fluoride auf. Hierbei bewirkte Titantetrafluorid jedoch am letzten Versuchstag einen Mineralgewinn und brachte die erosive Demineralisation somit zum Stillstand. Das durch Titantetrafluorid gebildete, widerstandsfähige Präzipitat konnte mittels rasterelektronenmikroskopischer Aufnahmen veranschaulicht werden. Trotz der vielversprechenden Ergebnisse dieser und früherer Untersuchungen hinsichtlich der Effektivität von Titantetrafluorid sind weitere Studien mit dem Fokus auf pharmakologische und ästhetische Aspekte bei der in vivo-Anwendung notwendig. Erst dann kann ein Einsatz in Mundhygieneprodukten ins Auge gefasst werden.

The aim of the present study was the investigation of the effectiveness of titanium tetrafluoride on dental erosion. It was to be studied to what extent titanium tetrafluoride in comparison with sodiumfluoride can reduce mineral loss due to erosive demineralisation and if it possibly leads to a remineralisation of enamel and dentine specimens. Three longitudinal enamel and dentine specimens were gained from 25 previously completely impacted human third molars. 400 µm thick enamel and 700 µm thick dentine specimens were cut parallel to the tooth surface. The resulting 75 specimens of each hardtissue were distributed to two series of experiments, enamel and dentine. Within each series of experiments the 75 specimens were split up equally into three experimental groups. In detail it concerns the following groups: group 1: control (erosive demineralisation, no fluoridation); group 2: use of titanium tetrafluoride (erosive demineralisation, fluoridation); group 3: use of sodiumfluoride (erosive demineralisation, fluoridation). The fluoridation of the specimens was performed at the beginning of each experimental day for five minutes in aqueous fluoride solutions of equal concentrations (1%) and pH-values (1,5). The applications were carried out in glass containers on an electronic device with a shaking surface. Afterwards six daily processes of erosive demineralisation with a length of ten minutes each were executed in intervals of 90 minutes. Thereby 0,05 molar citric acid with a pH-value of 2,3 was used. These applications were also performed in glass containers like those described above and on the electronic device. Between the processes of fluoridation and demineralisation the specimens were stored in artificial saliva. The length of one series of experiments was five days. The mineral content of the single specimens was determined both before the experiments and after each experimental day. The values determined before the experiments were the so called baseline-values, which served as reference values for the finding of a decrease or increase in the mineral content after each day. In the series of experiments concerning enamel the specimens treated with titanium tetrafluoride showed a significantly lower mean mineral loss at the end of the experiments than the specimens treated with sodiumfluoride. The figures were 41,8 ± 14,4 µm vs. 111,8 ± 25,1 µm. The control specimens revealed a mean mineral loss of 121 ± 27 µm already after the third day. Thereby the differences of the results between the control and the fluoridated specimens were highly significant on all three days, hence the control group was excluded from the experiments after the third day. In the series of experiments concerning dentine the mean mineral loss of the specimens treated with sodiumfluoride was slightly lower than the one of the specimens treated with titanium tetrafluoride on the first four experimental days. However the latter showed an increase in mineral content on the last day and thus had a lower overall mineral loss than the sodiumfluoride specimens in the end. In this case the figures were 15,4 ± 13,4 µm vs. 21,8 ± 11,8 µm. Regarding the control specimens a mineral loss of 61 ± 17 µm was determined after day five. The mean mineral loss of the control group was significantly higher than the one of the two fluoridated groups on every experimental day. The results of the experiments emphasize an inhibiting effect on the development of dental erosion under extreme circumstances by a fluoridation with both sodiumfluoride or titanium tetrafluoride. Titanium tetrafluoride was clearly more effective after the application on enamel surfaces than sodiumfluoride. The application on dentine produced no significant differences in the effectiveness of both fluorides but titanium tetrafluoride achieved a gain of mineral on the last experimental day and therefore brought the erosion to a stop. The resistant coat formed by titanium tetrafluoride could be illustrated by means of scanning electron microscopy on randomly selected specimens. <Despite the promising results of the present and former studies regarding the effectiveness of titanium tetrafluoride further investigations with a focus on pharmacological and aesthetic issues concerning the in vivo application are necessary. Not until then the use in oral hygiene products can be considered.