Therapie von säurebedingten 

Zahnhartsubstanzerkrankungen mit Sn/F-

Verbindungen: vom in vitro-Test zur klinisch-

randomisierten Studie 

 

 

Inauguraldissertation 
zur Erlangung des Grades eines Doktors der Medizin Zahnmedizin des Fachbereichs 

Medizin 
der Justus-Liebig-Universität Gießen 

 
 
 
 
 
 

 
 

Vorgelegt von Frau Neutard, Lina Sophia 
aus Lauterbach 

 
 
 

Gießen 2018 
 
 
 

 

  



 

 

 

 
 

Poliklinik für Zahnerhaltungskunde und präventive Zahnheilkunde  

Kommissarische Leitung: Prof. Dr. Bernd Wöstmann  

 

 

 
 
 
 

Gutachterin: Frau Prof. Dr. Carolina Ganß 
 

Gutachter: Herr Prof. Dr. Wöstmann 
 
 

Tag der Disputation: 07.06.2018 
 
 
 
 
 
 

 

  

mailto:bernd.woestmann@dentist.med.uni-giessen.de


 

 

 

Erklärung zur Dissertation 

 

 

 „Hiermit erkläre ich, dass ich die vorliegende Arbeit selbständig und ohne 

unzulässige Hilfe oder Benutzung anderer als der angegebenen Hilfsmittel 

angefertigt habe. Alle Textstellen, die wörtlich oder sinngemäß aus 

veröffentlichten oder nichtveröffentlichten Schriften entnommen sind, und alle 

Angaben, die auf mündlichen Auskünften beruhen, sind als solche kenntlich 

gemacht. Bei den von mir durchgeführten und in der Dissertation erwähnten 

Untersuchungen habe ich die Grundsätze guter wissenschaftlicher Praxis, wie sie 

in der „Satzung der Justus-Liebig-Universität Gießen zur Sicherung guter 

wissenschaftlicher Praxis“ niedergelegt sind, eingehalten sowie ethische, 

datenschutzrechtliche und tierschutzrechtliche Grundsätze befolgt. Ich 

versichere, dass Dritte von mir weder unmittelbar noch mittelbar geldwerte 

Leistungen für Arbeiten erhalten haben, die im Zusammenhang mit dem Inhalt 

der vorgelegten Dissertation stehen, oder habe diese nachstehend spezifiziert. 

Die vorgelegte Arbeit wurde weder im Inland noch im Ausland in gleicher oder 

ähnlicher Form einer anderen Prüfungsbehörde zum Zweck einer Promotion oder 

eines anderen Prüfungsverfahrens vorgelegt. Alles aus anderen Quellen und von 

anderen Personen übernommene Material, das in der Arbeit verwendet wurde 

oder auf das direkt Bezug genommen wird, wurde als solches kenntlich gemacht. 

Insbesondere wurden alle Personen genannt, die direkt und indirekt an der 

Entstehung der vorliegenden Arbeit beteiligt waren. Mit der Überprüfung meiner 

Arbeit durch eine Plagiatserkennungssoftware bzw. ein internetbasiertes 

Softwareprogramm erkläre ich mich einverstanden.“  

 

 

 

__________________________   ________________________ 

Ort, Datum      Unterschrift 

  



 

 

 

Inhaltsverzeichnis 

1. Einleitung ______________________________________________________________ 1 

2. Probanden, Materialien und Methoden ______________________________________ 5 

Studiendesign ____________________________________________________________ 5 

Probenherstellung _________________________________________________________ 6 

Angewendete Lösungen ____________________________________________________ 7 

Versuchsdurchführung _____________________________________________________ 8 

Versuchsgruppen ________________________________________________________________ 12 

Dosierung und Anwendung der Studienprodukte _______________________________________ 12 

Messmethode ___________________________________________________________ 15 

Fallzahlschätzung _________________________________________________________ 17 

Randomisierung __________________________________________________________ 19 

Datenverarbeitung und Statistik _____________________________________________ 19 

Unerwünschte Vorkommnisse im In situ-Versuch _______________________________ 19 

3. Ergebnisse _____________________________________________________________ 20 

Ergebnisse des in vitro Versuchs _____________________________________________ 20 

Ergebnisse der in situ Studie ________________________________________________ 21 

Durchführung ___________________________________________________________________ 21 

Ergebnisse Schmelz _______________________________________________________________ 23 

Ergebnisse Dentin ________________________________________________________________ 24 

4. Diskussion _____________________________________________________________ 26 

Versuchsdurchführung ____________________________________________________ 29 

Messmethode ___________________________________________________________ 31 

Ergebnisse ______________________________________________________________ 32 

Effekte der NaF-Lösung im Schmelz __________________________________________________ 33 

Applikationsformen ______________________________________________________________ 34 

Effekte der Testlösung im Schmelz___________________________________________________ 36 

Wirkmechanismus von Zinn ________________________________________________________ 37 

Effekte der NaF-Lösung im Dentin ___________________________________________________ 40 

Effekte der Testlösung im Dentin ____________________________________________________ 41 



 

 

 

Histologische Struktur von in vivo Erosionen __________________________________________ 42 

5. Zusammenfassung ______________________________________________________ 45 

6. Summary ______________________________________________________________ 47 

7. Abbildungsverzeichnis ___________________________________________________ 48 

Tabellen ________________________________________________________________ 48 

Abbildungen _____________________________________________________________ 48 

8. Anhang _______________________________________________________________ 57 

Ethikvotum ______________________________________________________________ 57 

Genehmigung der Verwendung bereits veröffentlichter Inhalte ___________________ 57 

Materialliste _____________________________________________________________ 57 

Unerwünschte Vorkommnisse ______________________________________________ 59 

9. Publikationen __________________________________________________________ 61 

10. Danksagung ___________________________________________________________ 62 



1. Einleitung 

 

1 

1. Einleitung 

Erosionen der Zahnhartsubstanzen sind kein neues Phänomen. Sie wurden lange Zeit 

jedoch nicht als Problem wahrgenommen, sondern entweder als Effekte von 

Fehlfunktionen fehldiagnostiziert oder allgemein den alterungsbedingten 

Verschleißerscheinungen zugeordnet. Tatsächlich ist die Grenze zwischen 

physiologischem, altersbedingtem und pathologischem Zahnhartsubstanzverlust 

oftmals schwierig zu bestimmen, speziell bei Kindern, Jugendlichen oder jungen 

Erwachsenen sind erosive Defekte angesichts der noch zu erwartenden Lebensspanne 

jedoch eindeutig als Zahnerkrankung einzustufen. Da solche Defekte nicht 

regenerierbar sind, sollte in besonderem Maße auf initiale Stadien geachtet werden, 

damit wirksame präventive Maßnahmen rechtzeitig implementiert werden können. In 

allen Altersgruppen können rasch progrediente erosive Läsionen ein Hinweis auf eine 

ernsthafte psychische oder physische Erkrankung sein, die es zu behandeln gilt. 

Erosionen entstehen durch den Einfluss von Säuren und/oder Chelatoren auf die 

Zahnhartgewebe (Featherstone & Lussi 2006). Der dadurch bedingte oberflächliche 

Substanzverlust schreitet mit wiederholter und zunehmender Säureeinwirkung 

zentripetal fort. Im Gegensatz zu Karies handelt es sich hierbei um einen Defekt, der 

auf plaquefreien Oberflächen entsteht. Mikroorganismen sind nicht beteiligt. Neben 

chemischen Einwirkungen tragen auch physikalische Effekte wie Attrition, Abrasion, 

Abfraktion und Demastikation zum Verlust von Zahnhartsubstanz bei. 

Die extrinsische Ursache für Erosionen ist vorrangig der Konsum von säurehaltigen 

Lebensmitteln. Durch eine Kombination verschiedener chemischer Faktoren 

verursachen diese eine Demineralisation der natürlichen Zahnoberfläche. Dabei 

spielen der pH-Wert und die Pufferkapazität des konsumierten Produkts eine wichtige 

Rolle. Auch der Säuretyp, die Haftfähigkeit des Produkts auf der Zahnoberfläche, die 

Sättigung in Bezug auf Zahnmineral nehmen entscheidenden Einfluss auf die 

Demineralisation (Lussi & Jaeggi 2006). Neben der Aufnahme von säurehaltigen 

Lebensmitteln oder Medikamenten kann auch die berufliche Säureexposition als 

Ursache für Erosionen in Frage kommen. 

Intrinsische Ursachen von Erosionen sind mit dem Übertritt von Mageninhalt in die 

Mundhöhle verbunden. Als Ursache sind vor allem Reflux-Erkrankungen und 

Essstörungen (Anorexie, Bulimie) zu nennen. 

Klinisch kommt es zu Beginn der erosiven Läsion zu einem Verlust des 

Oberflächenglanzes der Zahnhartsubstanzen, die Zähne wirken matt. Insbesondere 

auf den Glattflächen eines Zahnes ist dieses Phänomen zu beobachten. Durch den 



1. Einleitung 

 

2 

Kontakt mit Säuren kommt es zu einem Verlust der Oberflächenhärte des Schmelzes, 

in der Literatur wird die Dicke dieser erweichten Schicht mit 0,2 bis 3 µm angegeben. 

Starke mechanische Manipulationen, zum Beispiel intensives Zähneputzen in 

Kombination mit einer falschen Putztechnik, stehen daher im Verdacht die Symptome 

zu verstärken (Ganss 2006). 

Es gibt eine Reihe von Studien, die das Ziel haben, die Prävalenz von Erosionen zu 

untersuchen. Diese sind jedoch aufgrund methodischer Unterschiede schwer zu 

vergleichen, vor allem in Bezug auf die verwendeten Indizes. Man kann jedoch 

feststellen, dass Erosionen in den Industrienationen ein weit verbreitetes Problem 

darstellen. Milch- und bleibende Zähne in nahezu jeder Altersgruppe sind betroffen 

(Jaeggi & Lussi 2014). Es wird vermutet, dass in Zukunft die Prävalenz von Erosionen 

vor allem in jüngeren Altersgruppen ansteigen wird (Jaeggi & Lussi 2006). Als Ursache 

hierfür können allgemein sich ändernde Ernährungsgewohnheiten und der 

zunehmende Konsum von erosiven Getränken angenommen werden. 

Erosive Mineralverluste sind nicht reversibel, kommen aber durch Beseitigung der 

ursächlichen Noxe zum Stillstand. Die Versorgung mit direkten oder indirekten 

Restaurationen ist bei progredienten Erosionen sorgfältig abzuwägen, da es zu einem 

Fortschreiten der Defekte im Bereich der unversorgten Zahnoberflächen kommt 

(Jaeggi, Gruninger et al. 2006). Der wichtigste Therapieansatz ist daher die 

Hauptursache zu diagnostizieren und möglichst vollständig zu beseitigen. So sollte 

zunächst eine umfangreiche Ernährungsanalyse durchgeführt werden. Können hierbei 

potentielle Ursachen für die Erosionsentstehung festgestellt werden, sollten 

Möglichkeiten zur Reduktion des Säurekonsums besprochen werden. Eine Alternative 

besteht darin, die Erosivität der konsumierten Lebensmittel zu reduzieren. Es wurden 

Versuche unternommen, durch Modifikation von Getränken deren Erosivität zu 

reduzieren. Die Untersuchungen lieferten zum Teil ermutigende Ergebnisse (Hara AT 

& Zero DT 2008; West NX, Hughes JA et al. 2003). Durch die Zugabe von Kalzium 

konnte die Erosivität der untersuchten Getränke deutlich reduziert werden. Bei 

Erosionen, verursacht durch vermehrten Konsum säurehaltiger Getränke können 

solche modifizierten Produkte eine Alternative darstellen. Das zeitgleiche Konsumieren 

von erosiven Lebensmitteln und Produkten mit antierosivem Effekt, wie zum Beispiel 

Obst in Kombination mit Joghurt, kann ebenfalls empfohlen werden (Lussi & Jaeggi 

2006). 

Wenn anhand der Anamnese und des Ernährungsprotokolls kein Hinweis auf die 

Erosionsursache festgestellt werden kann, sollte eine internistische Untersuchung 

veranlasst werden. Im Falle einer Erkrankung, die mit Säurereflux oder chronischem 



1. Einleitung 

 

3 

Erbrechen einhergeht, ist eine entsprechende Therapie indiziert (West, Addy et al. 

1998). Oft ist es jedoch nicht möglich, die zugrundeliegende Ursache der Erosionen zu 

identifizieren oder ausreichend zu minimieren. Dies kann zum Beispiel bei Krankheiten 

aus dem psychogenen Formenkreis (Bulimie, Anorexia nervosa) oder bei bestimmten 

Ernährungsformen wie zum Beispiel Rohkostdiät der Fall sein, die ebenfalls ein 

erhöhtes Erosionsrisiko mit sich bringt (Ganss, Schlechtriemen et al. 1999). In solchen 

Fällen ist eine symptomatische Therapie notwendig. Ziel der Therapie ist es, das 

Fortschreiten des Substanzverlustes trotz weiterhin bestehender Erosionsursache zu 

stoppen oder zu verlangsamen. Ein wichtiger Ansatz ist, die Widerstandsfähigkeit der 

Zahnoberfläche erosiven Einflüssen gegenüber zu erhöhen. Verschiedenen Agentien 

werden stabilisierende Effekte auf die Zahnhartgewebe zugesprochen. Diese basieren 

auf der Auf- oder Einlagerung von mehr oder weniger stark säurelöslichen Präzipitaten 

(Ganss, Schlueter et al. 2008). In der Regel wird dazu die regelmäßige und häufige 

Anwendung von fluoridhaltigen Zubereitungen empfohlen, etwa in Form von 

Mundspüllösungen, Zahnpasten oder Gelen (Wiegand & Attin 2003). Sowohl in 

Laborversuchen als auch in Probandenstudien wurde die Wirksamkeit verschiedener 

Fluoridierungsmaßnahmen bei Erosionen in Schmelz und Dentin untersucht (Ganss, 

Klimek et al. 2001; Ganss, Klimek et al. 2004a). In diesen Versuchen konnte 

festgestellt werden, dass durch die Anwendung von fluoridhaltigen Zahnpasten für 3x5 

Minuten täglich in Kombination mit der Anwendung eines hochkonzentrierten 

fluoridhaltigen Gels (NaF/Aminfluorid (AmF), 1,25% F-) eine deutliche Reduktion des 

erosiven Substanzverlustes erzielt werden konnte. Auch die kombinierte Anwendung 

einer fluoridhaltigen Zahnpaste und einer Mundspüllösung (SnF2 /AmF; 0,025% F-) 

reduzierte den Substanzverlust. Es zeigte sich, dass unter in situ Bedingungen eine 

deutlich bessere Wirksamkeit der Fluoridierungsmaßnahmen erreicht werden konnte 

als im Laborversuch. Das Spülen mit natriumfluoridhaltigen Mundspüllösungen hat 

jedoch bei einmaliger täglicher Anwendung keinen klinisch relevanten protektiven 

Effekt. Erst durch die regelmäßige, mehrmals täglich wiederholte Anwendung 

verschiedener Darreichungsformen fluoridhaltiger Produkte kann eine relevante 

Schutzwirkung erreicht werden. Dies ist im Alltag mit einem erheblichen zeitlichen, 

organisatorischen und finanziellen Aufwand verbunden, was bei den unter Umständen 

notwendigen Langzeitbehandlungen Complinanceprobleme mit sich bringen kann. Der 

therapeutische Nutzen isolierter Fluoridierungsmaßnahmen in Bezug auf Erosionen 

wird daher eher angezweifelt. 

Auf der Suche nach wirkungsvolleren, einfach anzuwendenden Alternativen hat sich 

gezeigt, dass die Art der Fluoridverbindung einen Einfluss auf den protektiven Effekt 



1. Einleitung 

 

4 

hat. Es wurde festgestellt, dass insbesondere die Anwendung von polyvalenten 

Metallkationen vielversprechende Ergebnisse liefert. In einer Laborstudie wurden Zink-, 

Zinn-, Kupfer- und Titanverbindungen auf ihre antierosiven Eigenschaften hin 

untersucht. Unter milden erosiven Bedingungen konnten sowohl zinn- als auch 

titanhaltige Lösungen überzeugen. Bei steigender Erosivität des angewendeten 

Versuchsmodells waren zinnhaltige Lösungen den titanhaltigen Lösungen überlegen 

(Schlueter, Duran et al. 2009). In einer weiteren Studie wurde die Wirksamkeit 

verschiedener experimenteller Lösungen verglichen. Diese enthielten entweder 

Fluoride (AmF/ NaF) oder Zinnverbindungen (SnCl2/ SnF2) beziehungsweise 

Kombinationen aus diesen Einzelkomponenten. Es konnte gezeigt werden, dass die 

Anwendung einer Kombination von Zinn und Fluorid deutlich bessere Ergebnisse 

lieferte als die Anwendung der Einzelkomponenten (Ganss, Schlueter et al. 2008). Es 

folgte eine Reihe von Dosisfindungsstudien im Labor (Schlueter, Klimek et al. 2009a) 

und in Probandenstudien (Schlueter, Klimek et al. 2009b; Schlueter, Klimek et al. 

2011). Ziel dieser Studien war die Ermittlung wirkungsvoller Wirkstoffkonzentrationen 

von Zinn und Fluorid bei möglichst großer Akzeptanz der Lösung bei den Probanden. 

Es stellte sich heraus, dass Lösungen mit zu hoher Zinnkonzentration eine 

adstringierende Wirkung haben können und bei den Probanden ein unangenehm 

stumpfes Gefühl auf den Zähnen verursachten. In Folge wurde die Zinnkonzentration 

der Testlösungen deutlich reduziert. 

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, das antierosive Potenzial einer in Bezug auf 

Zinn- und Fluoridgehalt optimierten Mundspüllösung sowohl an Schmelz- als auch an 

Dentinproben zu untersuchen. Die Versuche wurden zunächst in einem realitätsnahen 

zyklischen De- und Remineralisationsmodell im Labor durchgeführt. Im Anschluss 

daran wurde die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf ein in situ Modell überprüft. Dazu 

wurde eine randomiserte klinische Studie durchgeführt. Dabei sollte untersucht 

werden, ob die experimentelle Sn/F-Mundspüllösung den erosiv bedingten 

Zahnhartsubstanzverlust von Schmelz und Dentin gegenüber einer Placebolösung 

verringern kann und ob die experimentelle Lösung darüber hinaus den erosiv 

bedingten Zahnhartsubstanzverlust von Schmelz und Dentin im Vergleich zu einer in 

Bezug auf Fluorid gleich konzentrierten NaF-Lösung (Positiv-Kontrolle) wirksamer 

inhibieren kann.   



2. Probanden, Materialien und Methoden 

 

5 

2.  Probanden, Materialien und Methoden 

STUDIENDESIGN 

Diese Arbeit umfasst zwei aufeinander aufbauende Versuche. Im ersten Versuch sollte 

zunächst eine Mundspüllösung zur Inhibition säurebedingter Zahnhartsubstanzen in 

Schmelz und Dentin unter Laborbedingungen (in vitro) untersucht werden. In der 

anschließenden Probandenstudie (in situ) sollten dann die Ergebnisse unter 

physiologischen Bedingungen reproduziert werden. Die durchgeführten Studien sind 

das Resultat einer Forschungskooperation der Poliklinik für Zahnerhaltungskunde des 

Zentrums für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde in Gießen und GABA International AG 

(Therwil, Schweiz). Die in situ-Studie wurde durch die Ethik-Kommission des 

Fachbereiches Medizin der Justus-Liebig-Universität Giessen geprüft und genehmigt 

(No.: 05/09). Beide Versuche wurden randomisiert und verblindet durchgeführt. 

Für den in vitro Versuch wurden je 60, für die darauf folgende in situ Studie je 216 

Schmelz- und Dentinproben präpariert. 

Die Versuchsgruppen waren in beiden Versuchen die Gleichen: 

Gruppe 1: Negativkontrollgruppe, nur Erosion bzw. Placebo 

Gruppe 2: Positivkontrollgruppe, Erosion + Lösung mit 500 ppm NaF, pH 4.5 

Gruppe 3: Testgruppe, Erosion + Lösung mit 125 ppm F- aus AmF, 375 ppm F- aus 

NaF, 800 ppm Sn2+ aus SnCl2, pH 4.5  

An der in situ Studie nahmen insgesamt 24 Probanden (6 männliche und 18 weibliche) 

teil. Der Altersdurchschnitt lag bei 32 ± 6,9 Jahren. Jeder Proband erhielt eine 

Teilnehmernummer fortlaufend von 101 bis 124. 

Der Versuch wurde verblindet (Studienteilnehmer, Untersucher) im cross over Design 

in 3 Durchgängen durchgeführt. Die Durchgänge unterschieden sich nur durch die 

angewendeten Lösungen. Jeder Proband wendete jede der Lösungen (Placebo, 

Positivkontrolle, Testlösung) für die Dauer eines Durchganges an. 

 



2. Probanden, Materialien und Methoden 

 

6 

Die Probanden wurden nach folgenden Kriterien ausgewählt: 

Einschlusskriterien 

- Volljährigkeit 

- Keine schweren Allgemeinerkrankungen und keine Erkrankungen, die mit einer 

Verminderung des Speichelflusses einhergehen können 

- Bereitschaft und Vermögen zum „informed consent“ 

- kein herausnehmbarer Zahnersatz, keine kieferorthopädischen Geräte 

- gesundes oder saniertes Gebiss 

- keine deutlich sichtbare Plaque 

- klinisch physiologischer Speichelfluss 

 

Ausschlusskriterien 

- Bekannte Allergien gegen Mundhygieneprodukte oder die  

- verwendeten zahnärztlichen Materialien 

- Medikamente, die die Speichelsekretion beeinflussen können 

- Schwangerschaft oder Stillzeit 

 

Notwendige allgemeinmedizinische Behandlungsmaßnahmen waren erlaubt, solange 

sie nicht Bestandteil der Ausschlusskriterien waren. Jede Medikation wurde im Case 

Report Form (CRF) dokumentiert, ebenso wie jede während der Studie notwendig 

gewordene Medikamenteneinnahme. 

 

PROBENHERSTELLUNG 

Im Folgenden werden die in beiden Versuchen gleich laufenden Arbeitsschritte 

dargestellt, auf die Unterschiede der beiden Versuchsaufbauten wird im Anschluss 

gesondert eingegangen. 

Für die Durchführung der Versuchsreihen wurden Schmelz- und Dentinproben aus 

menschlichen, vollständig retinierten dritten Molaren gewonnen. Die dafür benötigten 

Zähne wurden bis zur Weiterverarbeitung in einer gesättigten, wässrigen Thymollösung 

(Thymol, Fluka Chemie AG, Buchs, Schweiz) aufbewahrt. 

Zunächst wurden eventuell anhaftende Weich- und Hartgewebsreste mechanisch 

entfernt. Anschließend wurden die Wurzeln abgetrennt und verworfen (Exact 

Trennschleifsystem, Exact Apparatebau, Norderstedt, Deutschland). Durch 



2. Probanden, Materialien und Methoden 

 

7 

longitudinale Schnitte wurden von den verbliebenen Zahnkronen Schmelz- und 

Dentinproben von etwa 1 mm Dicke präpariert (Exact Trennschleifsystem, Exact 

Apparatebau, Norderstedt, Deutschland). Die Zahnkronen wurden dazu auf 

Kunststoffträgerplatten aufgeklebt (Technovit 7230 VLC, Kulzer-Exact, Wehrheim, 

Deutschland). Dann wurde zunächst eine ca. 1 mm dicke Schmelzscheibe parallel zur 

Zahnachse abgetrennt und zur weiteren Vorbereitung für die 

Schmelzprobenherstellung aufbewahrt. Von dem nun freiliegenden Dentin der 

aufgeklebten Zahnkrone wurden durch weitere parallele Schnitte die Dentinproben 

gewonnen. Für die weitere Verarbeitung wurden die Schmelz- und Dentinproben 

jeweils einzeln mit der späteren Probenoberseite nach oben auf einen Probenträger 

aufgeklebt (Technovit 7230 VLC, Kulzer-Exact, Wehrheim, Deutschland) und in einer 

feuchten Kammer aufbewahrt. Die äußere, natürliche Oberfläche der Schmelzproben 

wurde dann zunächst mit Schleifpapier der Körnung P 1200 (Leco, St. Joseph, USA, 

nominale Korngröße 12 µm) plan geschliffen (Exact Mikroschleifsystem, Exact 

Apparatebau, Norderstedt, Deutschland). Dabei wurde ein Versuchsfeld mit einer 

Größe von mindestens 3x3 mm angestrebt. Der Abtrag betrug dabei etwa 250 µm. 

Dieses Versuchsfeld wurde anschließend mit Schleifpapier der Körnung P 4000 (Leco, 

St. Joseph, USA, nominale Korngröße 5 µm) feingeschliffen. Die Oberfläche der 

Dentinproben wurde in der gleichen Weise erstellt. Zur primären Herstellung des 

Versuchsfeldes war jedoch aufgrund der parallelen Schnittführung bei der Gewinnung 

der Dentinproben ein geringerer Substanzabtrag notwendig. Alle Trenn- und 

Schleifprozeduren wurden bei ausreichender Wasserkühlung von etwa 50 ml/min. 

durchgeführt. 

Die fertigen Proben wurden von den Probenträgern abgelöst ohne die Versuchsfläche 

zu beschädigen. Bis zur weiteren Verwendung erfolgte die Aufbewahrung im 

Kühlschrank in wöchentlich frisch angesetzter, gesättigter Thymollösung. 

 

ANGEWENDETE LÖSUNGEN 

Die erosive Demineralisation wurde in allen Gruppen der Versuchsreihen mit 0,05 

molarer Zitronensäure durchgeführt (pH 2,35). Dazu wurden 10,51 g Zitronensäure 

Monohydrat (Merck, Darmstadt, Deutschland) in 1000 ml Aqua dest. gelöst. Die 

Abgabe an die Probanden der in situ Studie erfolgte in 1,5 l PET-Wasserflaschen, die 

mit Inhaltsbezeichnung und Probandennummer versehen waren. 

Die Positivkontrolllösung (in situ und in vitro) enthielt 500 ppm NaF (pH 4,5) 



2. Probanden, Materialien und Methoden 

 

8 

Die Testlösung (in situ und in vitro) enthielt 125 ppm F aus AmF, 375 ppm F aus NaF 

und 800 ppm Sn aus SnCl2 (pH 4,5) 

Die Placebolösung für die in situ Studie enthielt keine Wirkstoffe und hatte einen 

neutralen pH-Wert. 

Positivkontrolllösung, Placebolösung und Testlösung wurden von GABA international 

AG (Grabetsmattweg, Therwil, Schweiz) zur Verfügung gestellt und verblindet. Alle 

nicht anders gekennzeichneten Chemikalien wurden von der Firma Merck, Darmstadt, 

Deutschland bezogen. 

Die Remineralisationslösung (pH 6.7) für den in vitro Versuch wurde angesetzt, indem 

0,4 g H3PO4 in 40 ml Aqua dest, 1,5 g KCl in 100 ml Aqua dest. und 1 g NaHCO3 in 

100 ml Aqua dest. gelöst wurden. Diese Lösungen wurden zusammengegeben und auf 

600 ml mit Aqua dest. aufgefüllt. Dann wurden 0,2 g CaCl2 in 100 ml Aqua dest. gelöst 

und unter Rühren hinzugefügt. Der Ansatz wurde mit Aqua dest. auf 1000 ml aufgefüllt. 

Weitere Produkte: 

Zahnpaste zur täglichen Mundhygiene der Probanden: standardisierte Zahnpaste 

(Elmex Kariesschutz Zahnpasta, 1250 ppm F aus AmF, GABA international AG 

Grabetsmattweg, Therwil, Schweiz) 

Lösung zur Vermeidung von Plaqueanlagerung an den Proben der in situ Studie: 

Chlorhexamed® Fluid 0,1%, (Wirkstoff Chlorhexidinbis-D-Gluconat, Glaxo Smithkline 

consumer Healthcare GmbH & Co. KG, Bühl, Deutschland) 

 

VERSUCHSDURCHFÜHRUNG 

Der in vitro Versuch wurde über einen Zeitraum von zehn Tagen (2 x 5 Wochentage) 

durchgeführt. Die Proben wurden mit einem lichthärtenden Kunststoff (Technovit 7230 

VLC, Kulzer-Exact, Wehrheim, Deutschland) auf Objektträger aufgeklebt. Die 

Versuchsfläche wurde zur Hälfte mit dem Kunststoff abgedeckt und das freibleibende 

Areal sorgfältig auf Verunreinigungen kontrolliert. Die Objektträger wurden in 

Halterungen eingebracht (Färbegestelle, Schott, Mainz, Deutschland), die das 

gleichzeitige Umsetzen aller Proben in die verschiedenen Lösungen gewährleisteten. 

Die Halterungen und Gefässe (Färbekästen, Schott, Mainz, Deutschland) wurden 

während der gesamten Versuchsdurchführung, also bei Anwendung der Testprodukte, 

der Demineralisation und der Zwischenlagerung in Remineralisationslösung nur für die 



2. Probanden, Materialien und Methoden 

 

9 

jeweilige Gruppe verwendet. Nach Ablauf der ersten fünf Versuchstage wurden die 

Proben am Wochenende bei 100% Luftfeuchtigkeit im Kühlschrank aufbewahrt. 

Die Proben wurden in die drei Gruppen mit je 20 Dentin- und 20 Schmelzproben 

eingeteilt. Alle Gruppen wurden täglich für 6 x 5 Minuten in 250 ml 0,05 molarer 

Zitronensäure auf einer Schüttelplatte geschwenkt und anschliessend für eine Minute 

unter fließendem Wasser abgespült. Die erosive Demineralisation erfolgte sechsmal im 

Abstand von einer Stunde. Die Proben der Positivkontrollgruppe und der Testgruppe 

wurden anschliessend an die erste und letzte Erosion des Tages nach dem Abspülen 

für zwei Minuten in der jeweiligen Testlösung (je 250 ml im Färbekasten) geschwenkt, 

für eine Minute unter fließendem Wasser abgespült und anschließend in die 

Remineralisationslösung zurückgesetzt. Die Proben der Placebogruppe (Gruppe 1) 

wurden nach Demineralisation und Abspülen direkt in die Remineralisationslösung 

zurückgegeben. Alle Versuche wurden bei Raumtemperatur durchgeführt. Alle 

verwendeten Lösungen wurden jeden Tag vor Versuchsbeginn frisch in die dafür 

vorgesehenen Gefässe eingefüllt. Die pH-Werte aller Lösungen wurden täglich jeweils 

einmal vor und nach Versuchsdurchführung mit einer ionenselektiven Elektrode 

überprüft. Alle Zeiten wurden mit einer digitalen Stoppuhr genau abgemessen. 

Am Ende des Versuchs wurde die Abdeckung des Referenzareals vorsichtig entfernt, 

ohne die Probenoberfläche zu berühren. Bis zur zeitnahen Weiterverarbeitung und 

Auswertung erfolgte die Lagerung in einer feuchten Kammer (100% Luftfeuchtigkeit). 

Im der in situ Studie wurden die 24 Probanden zunächst über Ziel und Durchführung 

der Versuche informiert und es wurden schriftliche Informationen für die Probanden 

sowie die Einverständniserklärung ausgehändigt. Nach dem grundsätzlichen 

Einverständnis wurde beim nächsten Termin der schriftliche „informed consent“ 

eingeholt. Die Einschlusskriterien wurden mit einem standardisierten Anamnesebogen 

und einer klinischen Untersuchung überprüft. 

Es folgte die Abformung von Ober- und Unterkiefer mit Alginat (Palgat™ Plus, 3M Espe 

AG, Seefeld, Deutschland) und die Herstellung von Gipsmodellen. Auf den Modellen 

wurde eine im Unterkiefer verankerte Probenhalterung mit bukkalen Flügeln und 

gefrästen Vertiefungen zur Aufnahme der Proben angefertigt (Abbildung 1). Die 

Herstellung der Modelle und der Probenhalterungen erfolgte in einem zahntechnischen 

Labor. 

 



2. Probanden, Materialien und Methoden 

 

10 

 

Abbildung 1: Probenträger extraoral ohne Proben, gefräste Aussparung zur Probenaufnahme 

 

Die Probanden trugen während drei jeweils 7 Tage dauernder Versuchsdurchgänge 

sowohl drei Schmelz- als auch drei Dentinproben in der individuell angefertigten, 

intraoralen Probenhalterung. Die Probanden demineralisierten die Proben extraoral 

sechsmal täglich und die Anwendung des jeweiligen Testprodukts erfolgte intraoral 

einmal täglich nach der ersten Demineralisation. 

Vor Beginn jedes 7-tägigen Zyklus wurden je drei Schmelz- und Dentinproben 

alternierend mit einem lichthärtenden Kunststoff (Technovit 7230 VLC, Kulzer-Exact, 

Wehrheim, Deutschland) in die entsprechende Probenhalterung eingesetzt (Abbildung 

2 bis Abbildung 4). 

 

 

 

 

↓ 

 

 
Abbildung 2: Positionsschema der Schmelzproben (a, c, e) und der Dentinproben 
(b, d, f) im Probenträger; Ansicht von frontal 



2. Probanden, Materialien und Methoden 

 

11 

  

Abbildung 3: Probenträger extraoral mit eingesetzten Proben. Ansicht von links, Positionen a (Schmelz), 
b (Dentin) und c (Schmelz) 

 

 

 

Abbildung 4: Probenträger intraoral mit alternierend eingesetzten Schmelzproben (a, c, e) und 
Dentinproben (d, e, f) 

 

Vor und zwischen den drei Versuchsphasen lag eine jeweils fünf Tage andauernde 

„wash-out-Phase“, in der die Probanden nur die gewohnten Mundhygienemaßnahmen 

durchführten. Während der 7-tägigen Versuchsdurchgänge und der wash-out-Phasen 

wurden Speisen und Getränke mit hohem Fluoridgehalt (fluoridhaltige Mineralwässer, 

schwarzer und grüner Tee, Seefisch, fluoridiertes Speisesalz) bestmöglich vermieden. 

Mundhygienemaßnahmen wurden wie individuell gewohnt, jedoch mit der 

standardisierten Zahnpaste (Elmex Kariesschutz Zahnpaste, 1250 ppm F- aus AmF) 

durchgeführt. Die Probanden verwendeten während des Experiments keine weiteren 

fluoridhaltigen Mundhygieneprodukte (andere Mundspüllösungen, Gele o.ä.). Während 

der Mundhygienemaßnahmen wurden die Proben extraoral in der feuchten Kammer 

aufbewahrt. 

 

a c 
b 

b a f 
e 

d c 



2. Probanden, Materialien und Methoden 

 

12 

Versuchsgruppen 

- Placebogruppe: Placebolösung (kein Fluorid und kein Zinn), neutraler pH-Wert 

- Positivkontrolllösung: 500 ppm F- aus NaF, pH-Wert 4,5 

- Testlösung: 125 ppm F- aus AmF, 375 ppm F- aus NaF, 800 ppm, Sn2+ aus 

SnCl2, pH-Wert 4,5 

 

Dosierung und Anwendung der Studienprodukte 

Die Studienprodukte wurden einmal täglich für 30 Sekunden intraoral angewendet. 

Diese Anwendungsdauer entspricht den allgemeinen Anwendungsempfehlungen für 

Mundspüllösungen. 

Die Probanden wendeten die verschiedenen Lösungen nacheinander in 

unterschiedlicher Reihenfolge an. Für jeden Probanden wurde ein codiertes Set von 

Testprodukten bereitgestellt. Die darin enthaltenen Lösungen wurden in einer 

vorgegebenen Reihenfolge ausgeteilt und angewendet. Diese wurde vor 

Versuchsbeginn festgelegt (Randomisierung) 

Außerdem erhielten die Probanden: 

 

- eine ausführliche schriftliche und praktische Anleitung 

- einen Versuchsplan mit Kontrollliste 

-  Zitronensäure (0,05 molar) für 7 Versuchstage 

-  eine Flasche (200 ml) Chlorhexamed®Fluid, 0,1%, Wirkstoff Chlorhexidinbis (D-

Gluconat) (GlaxoSmithKline Consumer Healthcare GmbH & Co. KG, 77815 Bühl, 

Deutschland) 

-  eine Stoppuhr 

-  drei dicht schließende Behältnisse (1x feuchte Kammer, 1x Zitronensäure, 1x 

Chlorhexamed) 

-  eine Zahnbürste, weich (GABA international AG, Therwil, Schweiz) 

-  eine standardisierte Zahnpaste: Elmex Kariesschutz Zahnpasta, 1250 ppm F 

aus Aminfluorid (GABA international AG, Therwil, Schweiz) 

 

 

 



2. Probanden, Materialien und Methoden 

 

13 

Zu Beginn jeder Versuchsphase wurden die Probenhalterungen mit den jeweils neu 

eingesetzten Proben und die entsprechende Mundspüllösung ausgeteilt. Die 

Probenhalterungen wurden sowohl tagsüber als auch nachts getragen und nur 

während der Mahlzeiten oder während der persönlichen Mundhygiene entfernt und in 

einer feuchten Kammer gelagert. Die Probanden spülten einmal täglich mit 10 ml (eine 

Verschlusskappe) der Spüllösung für 30 Sekunden nach der ersten Erosion. Nach der 

Anwendung wurde die Lösung ausgespuckt, jedoch nicht mit Wasser ausgespült. Zur 

erosiven Demineralisation wurde für jeden Versuchsdurchgang eine ausreichende 

Menge an frisch angesetzter Zitronensäure ausgeteilt. Die Probanden füllten zu Beginn 

jedes Versuchstages mindestens 200 ml Zitronensäure in eines der ausgeteilten, 

entsprechend markierten, dicht schließenden Gefäße ein. Zur Demineralisation wurde 

der Probenträger in dieses Gefäß eingelegt und sichergestellt, dass die Proben 

vollständig mit Säure bedeckt waren. Nach 5 Minuten wurden die Probenträger 

entnommen, für 1 Minute unter fließendem Wasser abgespült und wieder inkorporiert. 

Die Erosionslösung wurde jeden Abend verworfen und morgens wieder frisch in die 

Gefäße eingefüllt. 

Zur Vermeidung von Plaquewachstum wurden die Probenhalterungen, nicht jedoch die 

Proben, abends mit der ausgeteilten Zahnbürste ohne Zahnpaste gereinigt. Die 

Probenhalterung mit den Proben wurde anschließend für 1 Minute in die 

Chlorhexidindigluconatlösung eingelegt. Der pH-Wert dieses Produkts liegt im 

neutralen Bereich, Effekte in Bezug auf den Mineralverlust sind nicht bekannt. 

Der Versuch wurde während der Wochentage durchgeführt. An den Wochenenden 

wurden die Probenhalterungen bei 100% Luftfeuchtigkeit im Kühlschrank gelagert. 

Dazu kamen die Probenträger freitagabends oder samstagmorgens in eine feuchte 

Kammer und wurden entsprechend entweder sonntagabends oder montagmorgens 

wieder inkorporiert. Es war darauf zu achten, dass sich zwischen zwei 

Erosionsbehandlungen die Probenhalter eine adäquate Zeit in situ befanden um die 

Bildung eines ausreichend stabilen Pellikels zu gewährleisten. 

Die Probanden haben nach jeder Versuchsphase die restliche Mundspüllösung 

zurückgegeben. Anschließend wurde der tatsächliche Verbrauch an Mundspüllösung 

durch Wiegen ermittelt. 

Nach jeder Versuchsphase wurden die Proben aus dem Probenhalter entnommen und 

für die Auswertung vorbereitet. Dazu wurden die Proben auf mit der jeweiligen 

Probenkennung beschriftete Objektträger aufgeklebt (Technovit 7230 VLC, Kulzer-

Exact, Wehrheim, Deutschland) und die Abdeckung der Referenzfläche ohne 



2. Probanden, Materialien und Methoden 

 

14 

Beschädigung der Probenoberfläche entfernt. Alle Proben wurden bis zur Auswertung 

in einer feuchten Kammer (100% Luftfeuchtigkeit) aufbewahrt. 



2. Probanden, Materialien und Methoden 

 

15 

MESSMETHODE 

Die Messung des Substanzverlustes wurde für die Proben aus dem in vitro Versuch 

und der in situ Studie auf gleiche Weise durchgeführt. 

Die Zielgröße wurde profilometrisch als Höhendifferenz zwischen dem während des 

Versuchs abgedeckten Referenzareal und dem den Versuchseinwirkungen 

ausgesetzten Versuchsareal bestimmt. 

Die Proben der in situ Studie wurden dazu vorsichtig aus den Probenhalterungen 

gelöst und auf beschriftete Objektträger aufgeklebt. Die Proben des in vitro Versuchs 

konnten auf den während des Versuchs verwendeten Objektträgern belassen werden. 

Die Messungen wurden mit einem Perthometer S8P und einem mechanischen Taster 

FRW-750 (jeweils Perthen Mahr, Göttingen, Deutschland) bei Dentin und einem 

optischen Taster (Rodenstock, München, Deutschland) bei Schmelz durchgeführt. Die 

Dentinproben wurden vor der Messung zur Entfernung der freigelegten organischen 

Matrix für 96 h bei 37 C° der Kollagenase ausgesetzt. Diese kam sowohl im in vitro 

Versuch als auch in der situ Studie zum Einsatz. Sie wurde angesetzt, indem 15 Units 

Kollagenase (Kollagenase von Clostridium histolyticum type VII, Sigma Aldrich, St. 

Louis, USA) in 150 ml der Remineralisationslösung, entsprechend der des 

Laborversuchs, gelöst wurden. 

Der Erfolg der enzymatischen Entfernung der kollagenen Matrix von der 

Dentinoberfläche wurde visuell unter dem Mikroskop und mittels Sondenprüfung 

kontrolliert. Um Trocknungsartefakte zu vermeiden, wurde bei den Dentinproben vor 

jeder Messung für 30 Sekunden ein Tropfen Aqua dest. appliziert. Unmittelbar vor 

jedem Profilschrieb wurde der Tropfen mit einem Zellstofftuch entfernt, ohne die Probe 

zu berühren. 

Vor jeder Messsitzung wurde das System nach Herstellerangaben kalibriert. 

Die Objektträger mit den Proben wurden mit Knetmasse auf dem xy-Tisch des 

Profilometers fixiert. Es wurden je Probe drei Profilschriebe aufgezeichnet. 

Bei den Messungen wurde das sog. D-Profil aufgezeichnet, welches der Geometrie der 

abgetasteten Oberfläche entsprechend den Vertikal- und Horizontalbewegungen des 

Tasters entspricht. Die Messstrecke betrug 1,75 mm. Die Profilschriebe wurden im 

Anschluss mit einer speziellen Software Perthometer Concept 4.0 (Perthen Mahr, 

Göttingen, Deutschland) ausgewertet. Zunächst wurde auf dem der Referenzebene 

entsprechenden Abschnitt des Profilschriebs eine Ausgleichsgerade berechnet, nach 



2. Probanden, Materialien und Methoden 

 

16 

der das Profil in einem xy-Koordinatensystem ausgerichtet werden konnte. Auf dem 

der Versuchsfläche entsprechenden Abschnitt des Profilschriebs wurde eine zweite 

Ausgleichsgerade berechnet und auf beiden Geraden der mittlere Punkt automatisch 

bestimmt. Der Substanzverlust wurde als vertikaler Abstand dieser beiden Punkte in 

µm definiert. Der endgültige Messwert für jede Probe entsprach dem Mittelwert aus 

den drei Profilschrieben. Die Probengeometrie sowie die Auswertung eines 

Profilschriebs ist in den Abbildung 5 und Abbildung 6 dargestellt. 

Die Reproduzierbarkeit der Methode liegt bei 1,1 µm (wiederholte Profilschriebe (n = 

10) derselben Probe) bzw. 0,1 µm (wiederholten Analyse (n = 10) desselben 

Profilschriebs). Die Profilvarianz einer Probe betrug 0,5 ± 0,3 µm. Die Proben wurden 

vor den einzelnen Messungen komplett aus dem System entfernt und neu 

wiedereingebracht. Der mittlere Substanzverlust bei den Referenzmessungen lag bei 

16,7 µm. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abbildung 5: Probe in der Aufsicht 

(1) Referenzfläche 

(2) Versuchsfläche 

(3) Die Profilschriebe wurden ausgehend von der Referenzfläche zur Versuchsfläche aufgezeichnet 

 



2. Probanden, Materialien und Methoden 

 

17 

 

 

 

 

FALLZAHLSCHÄTZUNG 

Es lag bereits eine Reihe von Daten aus in vitro und in situ Versuchen der 

Arbeitsgruppe vor, hinzu kam der vorliegende in vitro Versuch. Die in den 

vorangegangenen in vitro Studien beobachteten Effekte der Testlösung, im Vergleich 

zu NaF als Standard, waren im Schmelz sehr eindeutig. Auch im vorliegenden in vitro 

Versuch betrug die Reduktion des Substanzverlusts im Schmelz gegenüber der 

Placebogruppe für NaF nur 6.2%, für die Testlösung jedoch 77,6%. Im Dentin waren 

die Effekte stets deutlich geringer ausgeprägt. Grundlage der Fallzahlschätzung für die 

in situ Studie waren daher die erzielten Reduktionen des Substanzverlustes im Dentin. 

Inwieweit Ergebnisse aus in vitro Versuchen eine Vorhersage für die zu erwartenden 

Werte in situ erlauben, zeigt ein Vergleich der vorangegangenen Studien. Die Daten 

vorheriger Studien mit ähnlichen Lösungen sind in der folgenden Tabelle (Tabelle 1) 

zusammengefasst. Aus den oben genannten Gründen sind hier nur die Werte für 

Dentin berücksichtigt. 

Der Vergleich der Studien zeigt, dass die in vitro Ergebnisse insgesamt gut mit den 

Resultaten der in situ Studien übereinstimmen. Insgesamt kann ein Unterschied von 

Abbildung 6: Auswertung eines Profilschriebs 

(1) Konstruktion der ersten Ausgleichsgeradegrade (Länge 0,5 mm) auf der Referenzebene zur 
Ausrichtung des Profilschriebs im Koordinatensystem 

(2) Konstruktion einer zweiten Ausgleichsgrade (Länge 0,5 mm) im Bereich der Versuchsfläche 

(3) Abstand zur Grenze Versuchs-/Referenzebene jeweils 0,2 mm 

(4) Bestimmung des vertikalen Abstands der mittleren Punkte der Ausgleichsgeraden als Maß für den 
Substanzverlust 

(5) Gesamtlänge des Profilschriebs 1,75 mm 

 



2. Probanden, Materialien und Methoden 

 

18 

ca. 8-9 µm zwischen NaF- und Testlösung im Dentin erwartet werden. In Relation zu 

dem Substanzverlust in der Placebogruppe bedeutet das eine um etwa 13-21% höhere 

Wirksamkeit der Testlösung im Vergleich zur Kontrollgruppe (NaF-Lösung). Gerade für 

Dentin ist eine effektive antierosive Wirkung relativ schwierig zu erzielen. Eine 

Verbesserung in der erwähnten Größenordnung gegenüber Standardwirkstoffen wäre 

daher klinisch relevant. Die in situ Studie wurde daher so angelegt, dass eine Differenz 

von 9 µm statistisch signifikant nachweisbar wäre. 

 

Tabelle 1: Zusammenfassung der Ergebnisse vorheriger Studien, in denen die erosionsinhibierende 
Wirkung bei Dentin untersucht wurde. Die Daten aus der in vitro Studie mit einer Versuchsdauer von 10 
Tagen sind zum Vergleich mit der in situ Studie auch mit Schätzwerten für 7 Tage dargestellt, alle Werte 
in µm, %-Werte in Klammern entsprechen der Reduktion gegenüber Placebogruppe. 

 Placebo Testlösung NaF-Lösung 

in vitro (Schlueter, 
Neutard et al. 2010) 

Versuchsdauer 10 
Tage 

 

800ppm Sn aus 
SnCl2, 375 ppm F

-
 aus 

NaF, 125 ppm F
-
 aus 

AmF 

500 ppm F
- 

Substanzverlust 92,6  8,8 

Entspricht bei 7 
Tagen 65,1 

43,6  4,6 (52,9%) 

Entspricht bei 7 
Tagen 30,8 

55,9  3,6 (40%) 

Entspricht bei 7 
Tagen 39,1 

in situ (Schlueter, 
Klimek et al. 2009b) 

Versuchsdauer 7 
Tage 

 

1900 ppm Sn aus 
SnCl2, 500 ppm F

-
 

aus NaF, 500 ppm F
-
 

aus AmF  

1000 ppm F
- 

Substanzverlust 47,8  15,5 23,8  6,4 (50,2%) 34,1  9,3 (28,7%) 

 

Die Fallzahlberechnung wurde mit Cademo Version 3.25 durchgeführt. Bei einer 

Gruppengröße von n = 20 und einer mittleren Standardabweichung von 10 (Mittelwert 

der Standardabweichung aus allen Placebogruppen 12,2 µm; Mittelwert aus allen 

Gruppen mit Anwendungen von Lösungen 6,0 µm; α = 0,05, β = 0,2) ergab sich bei 

drei Gruppen eine nachweisbare Mindestdifferenz von 9,0 µm. Das entspricht der oben 

diskutierten klinisch relevanten Differenz. In der erwähnten, vorangegangenen in situ 

Studie konnte bei einer Differenz dieser Größenordnung Signifikanz erreicht werden. 

Zur Absicherung dieser Fallzahl wurden 24 Probanden eingeschlossen, um eventuell 

ausscheidende Probanden oder Probenverluste ausgleichen zu können. 

 



2. Probanden, Materialien und Methoden 

 

19 

RANDOMISIERUNG 

Die Firma GABA (GABA international AG, Therwil, Schweiz) lieferte die Produkte in 

neutralen Verpackungen randomisiert, verblindet und codiert, in der in situ Studie für 

jeden Studienteilnehmer als fertiges Set aus drei Flaschen. Die Randomisierung wurde 

mit der Software für die Generierung von Randomisierungstabellen 

„randommethod.htm“ durchgeführt. Ausführlich beschrieben wird das Verfahren in: 

McLeod AI. Remark AS R58. A remark on algorithm AS 183. An efficient and portable 

pseudo-random number generator. Appl. Stat. 34 (1985) 198-200 und in: Wichmann 

BA and Hill ID. Algorithm AS 183. An efficient and portable pseudo-random number 

generator. Appl. Stat. 31 (1982) 188-190. Die Entblindung erfolgte nach Abschluss aller 

Auswertungen. 

 

DATENVERARBEITUNG UND STATISTIK 

Die Rohdaten wurden im Laborversuch direkt in Excel Tabellen übertragen. In der in 

situ Studie wurden die Rohdaten in den jeweiligen Case Report Form (CRF) 

eingetragen, dann in eine Excel Tabelle übertragen und auf Richtigkeit überprüft. Die 

Daten wurden auf signifikante Abweichungen von der Gauß-Verteilung (Kolmogorov-

Smirnov-Test) sowie Abweichungen von der Varianzhomogenität (Levene-Test) 

geprüft. Der Vergleich zwischen den Gruppen wurde mit der einfachen Varianzanalyse 

(ANOVA) mit dem Anschlusstest nach Tukey durchgeführt. 

 

UNERWÜNSCHTE VORKOMMNISSE IM IN SITU-VERSUCH 

Ein unerwünschtes Vorkommnis ist jedes medizinische Ereignis bei einem Probanden, 

der ein Studienprodukt angewendet hat. Es kann, muss aber keine kausale Beziehung 

zu der Anwendung von Studienprodukten haben. Unerwünschte Vorkommnisse 

werden nach Schweregrad klassifiziert und beurteilt, ob ein Zusammenhang mit der 

Anwendung des Studienproduktes besteht. Die exakten Definitionen und 

Klassifizierungen sind im Anhang unter Unerwünschte Vorkommnisse zu finden. 



3. Ergebnisse 

 

20 

3. Ergebnisse 

ERGEBNISSE DES IN VITRO VERSUCHS  

Der größte Substanzverlust im Schmelz fand sich in der Negativ-Kontrollgruppe 

(Tabelle 2). In der NaF-Gruppe konnte keine deutliche Verringerung des 

Substanzverlustes im Vergleich zur Negativkontrolle erzielt werden. Die Testlösung 

hingegen verringerte den Substanzverlust um 77,6% (p ≤ 0,001) im Vergleich zur 

Negativkontrolle. Die NaF-Lösung und die Testlösung unterschieden sich in ihrer 

Wirksamkeit ebenfalls signifikant voneinander (p ≤ 0,001) 

 

Tabelle 2: Substanzverlust in vitro bei Schmelz nach 10 Versuchstagen (arithmetischer Mittelwert  
Standardabweichung in µm); unterschiedliche Buchstaben (a, b, c) bedeuten Signifikanz 

 

Auch im Dentin (Tabelle 3) fand sich wie erwartet der größte Substanzverlust in der 

Negativkontrollguppe. Im Gegensatz zur Versuchsreihe mit Schmelz konnte die NaF-

Lösung hier eine erhöhte Wirksamkeit entfalten und erreichte eine Verringerung des 

Substanzverlustes um 39,6% im Vergleich zur Negativkontrolle. Die Testlösung konnte 

eine Verringerung des Substanzverlustes um 52,9% im Vergleich zur Negativkontrolle 

bewirken. Auch im Vergleich zur NaF-Lösung konnte durch Anwendung der Testlösung 

der Substanzverlust deutlich verringert werden (p ≤ 0,001). 

 

Tabelle 3: Substanzverlust in vitro bei Dentin nach 10 Versuchstagen (arithmetischer Mittelwert  
Standardabweichung in µm); unterschiedliche Buchstaben (a, b, c) bedeuten Signifikanz 

Schmelz Substanzverlust Reduktion gegenüber 
Negativkontrolle 

Negativkontrolle 74,1 ± 12,1
a
  

NaF-Lösung 69,5 ± 13,7
a
 6,2% 

Testlösung 16,6 ± 5,9
b
 77,6% 

Dentin Substanzverlust Reduktion gegenüber 
Negativkontrolle 

Negativkontrolle 92,6 ± 8,8
a
  

NaF-Lösung 55,9 ± 3,6
b
 39,6% 

Testlösung 43,6 ± 4,6
c
 52,9% 



3. Ergebnisse 

 

21 

ERGEBNISSE DER IN SITU STUDIE 

Durchführung 

Alle Probanden beendeten den Versuch wie vorgesehen. Es gingen insgesamt 18 

Proben (5 Dentin- und 13 Schmelzproben) (4,2%) während des Tragemodus 

beziehungsweise im Anschluss an den Versuchsdurchgang beim Entfernen aus der 

Probenhalterung verloren oder waren aufgrund des Verlustes der Abdeckung der 

Referenzfläche nicht auszuwerten (Tabelle 4) 

Die übrigen Proben konnten vollständig und unversehrt aus den Probenhalterungen 

entfernt und ausgewertet werden. 

 

 Tabelle 4: nicht ausgewertete Proben, Schmelz hellgrau, Dentin dunkelgrau 

  

Proband Durchgang Probe Ursache 

102 1 E Verlust der Abdeckung der Referenzfläche 

103 1 E Referenzfläche erodiert 

107 1 C Referenzfläche erodiert 

111 1 E Verlust der Abdeckung der Referenzfläche 

113 1 C Verlust der Probe bei Entnahme aus Halterung 

114 1 E Probe bei Entnahme zerbrochen 

115 1 E Verlust der Probe während des Durchgangs 

116 1 A Verlust der Abdeckung der Referenzfläche 

118 1 A Verlust der Probe während des Durchgangs 

118 1 C Verlust der Probe während des Durchgangs 

119 2 A Probe bei Entnahme zerbrochen 

120 3 A Probe bei Entnahme zerbrochen 

123 1 A Probe bei Entnahme zerbrochen 

101 1 D Verlust der Abdeckung der Referenzfläche 

103 3 D Verlust der Probe bei Entnahme aus Halterung 

115 1 D Verlust der Probe während des Durchgangs 

115 1 F Verlust der Probe während des Durchgangs 

118 1 B Verlust der Probe während des Durchgangs 



3. Ergebnisse 

 

22 

Zwei Probanden beließen den Probenhalter irrtümlich über einen längeren Zeitraum als 

vorgesehen in der Zitronensäure. Beide Probanden erklärten sich jedoch bereit den 

jeweiligen Durchgang mit neuen Proben erneut durchzuführen. Da die Probanden 

keine neuen Testprodukte erhielten, war der Verbrauch an Mundspüllösung in den 

jeweiligen Durchgängen erhöht (Tabelle 5). 

Tabelle 5: Verbrauch an Spüllösung pro Proband [g] 

Proband Placebolösung NaF-Lösung Testlösung 

101 77,5 83,5 82,0 

102 72,5 75,5 71,0 

103 73,0 78,5 83,5 

104 84,5 102,5 90,5 

105 72,0 75,5 79,0 

106 79,5 77,0 85,5 

107 112,0 88,5 100,5 

108 78,0 79,5 80,5 

109 79,0 83,5 83,5 

110 77,5 83,0 83,5 

111 74,0 84,0 86,0 

112 81,0 93,5 89,5 

113 75,0 85,5 146,5 

114 72,0 130,5 85,0 

115 82,0 89,5 96,5 

116 132,0 182,5 175,5 

117 69,0 63,0 59,5 

118 129,0 70,5 103,5 

119 82,5 89,0 89,5 

120 81,0 83,5 91,0 

121 71,5 78,0 72,5 

122 79,0 89,0 79,5 

123 85,5 87,0 84,0 

124 82,5 146,5 66,5 

 

Es kam zu geringfügigen Beeinträchtigungen der Probanden während der 

Versuchsdurchführung. Zwei Probanden klagten für einen Zeitraum von etwa 7 Tagen 

über Mundtrockenheit, die jedoch nach Beendigung des jeweiligen Durchgangs wieder 

verschwand. Zwei Probanden berichteten über eine zeitweilig verstärkte Sensibilität 

der Zähne, welche sich ebenfalls nach Beendigung des jeweiligen Durchgangs 

vollständig normalisierte. Bei einem Probanden konnte über einen Zeitraum von etwa 

sechs Tagen eine reversible, gelbliche Verfärbung der Zunge beobachtet werden. Bei 



3. Ergebnisse 

 

23 

einem weiteren Probanden konnte während eines Durchgangs eine nicht 

schmerzhafte, scharf begrenzte rötliche Effloreszenz der Gaumenschleimhaut 

festgestellt werden. Diese heilte folgenlos ab und ein Zusammenhang mit dem 

Studienprodukt ist fraglich. Ein Proband erkrankte für vier Tage an einem grippalen 

Infekt und musste den Durchgang für diesen Zeitraum unterbrechen, konnte ihn aber 

nach Genesung fortsetzen. 

Es trat kein moderates oder schweres unerwünschtes Ereignis auf. 

 

Ergebnisse Schmelz 

Die Substanzverluste aller Gruppen unterschieden sich deutlich voneinander (p jeweils 

≤ 0,001) (Tabelle 6). Im Schmelz zeigte sich erwartungsgemäß der größte 

Substanzverlust in der Placebogruppe. In der Positivkontrollgruppe zeigte sich eine 

Verringerung des Substanzverlustes um etwa 19%, in der Testgruppe sogar eine 

Verringerung um etwa 67% im Vergleich zu dem der Placebogruppe. Es konnte für die 

Testlösung neben der erosionsinhibierenden Wirkung im Vergleich zur Placebolösung 

auch eine Verbesserung der Wirkung im Vergleich zur NaF-Lösung nachgewiesen 

werden. 

 

Tabelle 6: Substanzverlust Schmelz in situ (arithmetischer Mittelwert  Standardabweichung in µm); 
unterschiedliche Buchstaben (a, b, c) bedeuten Signifikanz 

Schmelz Substanzverlust in µm  Reduktion gegenüber 
Placebolösung  

Placebolösung 28,2 ± 6,1
a 

 

NaF-Lösung 22,8 ± 6,0
b 

19,1% 

Testlösung 9,3 ± 4,5
c 

67,0% 

 

Auch probandenbezogen lässt sich der Unterschied bezüglich der 

erosionsinhibierenden Wirkung gut darstellen (Abbildung 7). Bei allen Probanden war 

eine deutliche Reduktion des Substanzverlustes durch die Testlösung sowohl im 

Vergleich zur Placebolösung, als auch im Vergleich zur NaF-Lösung beobachtet 

werden. 

 



3. Ergebnisse 

 

24 

 

Abbildung 7: Substanzverlust Schmelz in situ (µm), aufgeteilt nach Probanden (101-124), der Wert für die 
Testlösung bei Proband 107 betrug -0,1 µm und ist daher nicht dargestellt; Dieses Diagramm wurde 
veröffentlicht im Journal of dental research (Ganss, Neutard et al. 2010). 

Ergebnisse Dentin 

Im Dentin konnten zwischen allen Gruppen Unterschiede in Bezug auf die Größe des 

Substanzverlustes festgestellt (p jeweils ≤ 0,001) werden (Tabelle 7). Die Unterschiede 

waren jedoch zwischen den einzelnen Gruppen nicht so stark ausgeprägt wie im 

Schmelz. Es konnte eine Verringerung des Substanzverlustes in der NaF-Gruppe von 

etwa 23% im Vergleich zur Placebogruppe, sowie eine Verringerung von etwa 47% in 

der Testgruppe im Vergleich zur Placebogruppe gemessen werden. Der 

erosionsinhibierende Effekt der Testlösung war auch im Vergleich zur NaF-Lösung 

verbessert. Auch hier war der Unterschied im Dentin nicht so deutlich wie im Schmelz 

Tabelle 7: Substanzverlust Dentin in situ (arithmetischer Mittelwert  Standardabweichung in µm); 
unterschiedliche Buchstaben (a, b, c) bedeuten Signifikanz 

Dentin Substanzverlust in µm  Reduktion gegenüber 
Placebolösung  

Placebolösung 43,8 ± 9,2
a 

 

NaF-Lösung 33,7 ± 6,6
b 

23,1% 

Testlösung 23,2 ± 6,8
c
 47,0% 

 

0,0 

10,0 

20,0 

30,0 

40,0 

50,0 

60,0 

70,0 

80,0 

90,0 

100,0 

101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 

S
u

b
s
ta

n
z
v
e

rl
u

s
t 

[µ
m

] 

Placebo NaF Test 



3. Ergebnisse 

 

25 

Betrachtet man die Werte für jeden einzelnen Probanden, erkennt man die deutliche 

Reduktion des Substanzverlustes durch die Testlösung im Vergleich zur 

Placebolösung bei allen Probanden (Abbildung 8). Im Vergleich zur NaF-Lösung sind 

jedoch Unterschiede in der Effektivität zu erkennen. So gibt es Probanden die eine 

sehr deutliche Reduktion des Substanzverlustes durch die Testlösung im Vergleich zur 

NaF-Lösung zeigten (zum Beispiel Proband 103) und Solche bei denen kaum 

Unterschiede bezüglich der Wirkung erkennbar waren (zum Beispiel Proband 116). 

 

 

 

 

0,0 

20,0 

40,0 

60,0 

80,0 

100,0 

120,0 

140,0 

101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 

S
u

b
s
ta

n
z
v
e

rl
u

s
t 

[µ
m

] 

Placebo NaF Test 

Abbildung 8: Dentin in situ (µm), aufgeteilt nach Probanden (101-124); Dieses Diagramm wurde 
veröffentlicht im Journal of dental research (Ganss, Neutard et al. 2010).  

 



4. Diskussion 

 

26 

4. Diskussion 

Die vorliegenden Versuche basieren auf einer ganzen Reihe vorangegangener 

Erosionsversuche der Arbeitsgruppe. In diesen wurde mit dem Wirkstoff Zinn, in Form 

von Zinnchlorid, in Kombination mit Aminfluorid und Natriumfluorid, als unabhängigen 

Fluoridquellen, experimentiert. Zunächst wurden in vitro Versuche durchgeführt, die 

den Nachweis einer grundsätzlichen antierosiven Wirkung von zinnhaltigen Lösungen 

zur Zielsetzung hatten. Bei diesen Versuchen kamen zum Teil sehr hohe 

Wirkstoffkonzentrationen zum Einsatz (Schlueter, Klimek et al. 2009a; Schlueter, 

Klimek et al. 2009c). Die Reproduktion der Laborergebnisse in einer in situ Studie 

lieferte vielversprechende Ergebnisse. Da jedoch bei diesen hohen 

Wirkstoffkonzentrationen bei einigen Probanden Nebenwirkungen beobachtet wurden, 

war eine Anpassung der Dosierung notwendig (Schlueter, Klimek et al. 2009b). Die 

vorliegende Arbeit gliedert sich in zwei Versuche. Zunächst wurde ein in vitro Versuch 

durchgeführt, in dem untersucht wurde, ob und in welchem Ausmaß die zu 

untersuchende fluoridhaltige Mundspüllösung mit niedrigerer Zinnkonzentration noch 

erosionsinhibierend wirkt. Da die Ergebnisse eines in vitro Versuchs zwar einen relativ 

guten Vorhersagewert haben, dennoch nicht ohne weiteres auf die Mundsituation 

übertragbar sind, wurde im Anschluss eine in situ Studie durchgeführt. Beide 

Untersuchungen fanden unter möglichst vergleichbaren Bedingungen statt. 

Von Interesse für diese Versuche war die Situation von Personen, die einem erhöhten 

Risiko erosiver Zahnhartsubstanzverluste ausgesetzt sind. Zur Erosionserzeugung 

kam 0,05 molare Zitronensäure mit einem pH-Wert von. 2,35 zum Einsatz. Dieser pH-

Wert ist in etwa vergleichbar mit dem von Erfrischungsgetränken, zum Beispiel Sprite 

Light®: pH = 2,8, Coca-Cola®: pH = 2,5 (Devlin, Bassiouny et al. 2006). 

In der Literatur finden sich einige Versuche, in denen Colagetränke oder Säfte zur 

Demineralisierung der Proben eingesetzt wurden (Attin, Buchalla et al. 2000; Attin, 

Siegel et al. 2004; Devlin, Bassiouny et al. 2006). Bei diesen Produkten kommen 

jedoch komplexe Rezepturen mit regional unterschiedlicher, teilweise unbekannter 

Zusammensetzung zur Anwendung. Dadurch ergibt sich eine eingeschränkte 

Reproduzierbarkeit der Versuchsaufbauten. Aus diesem Grund wurde auf ihren Einsatz 

in den vorliegenden Versuchen verzichtet. In anderen Versuchen wurde zur 

Erosionserzeugung Salzsäure mit einem pH-Wert von 2,6 verwendet (Wiegand, 

Bichsel et al. 2009; Wiegand, Meier et al. 2008). Diese ist natürlicher Bestandteil der 

menschlichen Magensäure. Sie kann bei Personen mit Refluxerkrankungen oder bei 

chronischem Erbrechen Erosionen verursachen. Zitronensäure hingegen kommt häufig 



4. Diskussion 

 

27 

in Lebensmitteln wie Obst, Gemüse und in Getränken wie z.B. Säften vor. Auch 

ansonsten gesunde Personen können daher durch falsche Ernährungsgewohnheiten 

ausgeprägte Erosionen der Zahnhartsubstanzen entwickeln. Aus diesem Grund wurde 

Zitronensäure in den vorliegenden Versuchen eingesetzt. 

In einer Studie über Personen, die sich ausschließlich von Rohkost ernährten, wurde 

festgestellt, dass der mittlere Obst- und Zitrusfrüchtekonsum bei etwa 4,8 Portionen am 

Tag liegt (maximal 16,1 Portionen) (Ganss, Schlechtriemen et al. 1999). Die 

vorliegenden Versuchsbedingungen mit 6 Erosionen am Tag haben sich vor diesem 

Hintergrund schon in mehreren vorherigen Versuchen als geeignet erwiesen, 

Erosionen in therapeutisch relevantem Maßstab zu erzeugen (Schlueter, Hardt et al. 

2009; Schlueter, Klimek et al. 2009a; Schlueter, Klimek et al. 2009b).  

Die Demineralisation der Proben erfolgte in der in situ studie extraoral um eine 

Gefährdung der Probanden durch eine intraorale Säureeinwirkung ausschließen zu 

können. Die Studie konnte daher ohne Nachteile für die Probanden placebokontrolliert 

durchgeführt werden. 

Es kam eine Erosionsdauer von fünf Minuten zur Anwendung. Nach kurzen erosiven 

Attacken kehrt der pH-Wert von oralen Flüssigkeiten normalerweise nach etwa 1-3 

Minuten zum ursprünglichen Wert zurück. In einigen Fällen kann es jedoch bis zu 10 

Minuten dauern, bis der pH einen Wert von 4,0 oder höher erreicht (Imfeld 1983). 

Hinzu kommt noch die Verweildauer der erosiven Substanzen in der Mundhöhle. 

Gewohnheiten, die die Kontaktzeit von erosiven Lebensmitteln mit den Zähnen 

steigern, wie etwa das „im-Mund-behalten“ von sauren Getränken vor dem Schlucken, 

Schlürfen oder Ähnliches, können zu einem deutlich verlängerten pH-Wertabfall auf 

den Zahnoberflächen führen (Johansson, Lingstrom et al. 2004). Dauer und Intensität 

der Erosionen in diesen Versuchen entsprechen somit den relativ strengen erosiven 

Bedingungen, denen ein Patient mit einem hohen Erosionsrisiko ausgesetzt sein kann. 

In ähnlichen Versuchsmodellen wie dem vorliegenden in vitro Versuch wurde der 

Einfluss von Konzentration und Art der Fluoridverbindung auf die Wirksamkeit von 

zinn- und fluoridhaltigen Lösungen untersucht (Schlueter, Klimek et al. 2009a; 

Schlueter, Klimek et al. 2009c). Die Lösungen enthielten als unabhängige Zinnquelle 

Zinnchlorid und als Fluoridquelle eine Kombination aus Amin- und Natriumfluorid. Es 

wurde festgestellt, dass bei Fluoridkonzentrationen zwischen 500 und 1500 ppm die 

Wirksamkeit der Lösung positiv mit der Zinnkonzentration korreliert. Eine 

Verdreifachung des Fluoridgehaltes brachte keine nennenswerte Verbesserung der 

antierosiven Wirkung mit sich, wohl aber die Erhöhung der Zinnkonzentration. 



4. Diskussion 

 

28 

Zinnchloridhaltige Lösungen, die keine Fluoride enthalten, zeigten nur eine moderate 

Reduktion des erosiven Mineralverlustes vergleichbar mit natriumfluoridhaltigen 

Lösungen (Ganss, Schlueter et al. 2008). Es ist daher sinnvoll Zinn und Fluorid in einer 

Mundspüllösung zur Therapie von Erosionen zu kombinieren. Die Verwendung von 

Zinnchlorid ermöglicht dabei die optimale Einstellung der Zinnkonzentration 

unabhängig von der Fluoridquelle. 

Höhere Zinnkonzentrationen können unerwünschte Nebenwirkungen wie 

Mundtrockenheit oder ein stumpfes Gefühl auf den Zahnoberflächen verursachen 

(Schlueter, Klimek et al. 2009b). Die gewählte Zinnkonzentration von 800 ppm stellt 

daher einen Kompromiss zwischen maximaler Wirksamkeit und 

Anwenderfreundlichkeit dar. Ein Produkt mit diesen Wirkstoffkonzentrationen erscheint 

damit auch für die Heimanwendung gut geeignet. 

Bei einem pH-Wert von 4,5 ist Zinn in wässrigen Lösungen instabil. Sn2+ kann dabei 

außerdem leicht zu Sn4+ oxidiert werden. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass Sn4+ 

die Säurelöslichkeit von Schmelz weniger positiv beeinflusst als Sn2+ (Wachtel 1964). 

Der Zusatz von stabilisierenden Substanzen ist daher notwendig, um die dauerhafte 

Stabilität und optimale Wirksamkeit der zinnhaltigen Lösung zu gewährleisten. Es 

wurde festgestellt, dass Aminfluorid in der Lage ist, diese Forderungen zu erfüllen 

(Barbakow, Lutz et al. 1985). 

Im Vergleich mit Aminfluorid hat sich jedoch Natriumfluorid als die gegen Erosionen 

wirksamere Fluoridquelle herausgestellt (Ganss, Schlueter et al. 2008). Als 

Kompromiss wurden daher Aminfluorid und Natriumfluorid in der zinnhaltigen 

Testlösung kombiniert (Mühlemann & Saxer 1981). Mit dieser Wirkstoffkombination 

kann eine ausreichend lange Lagerstabilität der entwickelten Mundspüllösung 

gewährleistet werden. 

Zinn kommt in Lebensmitteln in Form von Zinnsalzen (Sn2+ beziehungsweise Sn4+) 

oder Zinnchlorid (SnCl2) vor. Der Zusatz von Zinn zu Lebensmitteln ist in der EU 

zulässig (E512). Die Grenzwerte des Zinngehaltes von Lebensmitteln liegen bei 200 

mg/kg für Konservennahrung und 100 mg/kg für Getränke aus Konservendosen. In 

Großbritannien beträgt die durchschnittliche Aufnahme von Zinn durch 

Nahrungsmittelkonsum 1,8 mg/Tag. Die Absorptionsrate durch den menschlichen 

Verdauungstrakt ist gering. Etwa 98% der aufgenommenen Menge werden direkt mit 

dem Stuhl wieder ausgeschieden (European Food Safety Authority 2005). Aufgrund 

dieser geringen Resorptionsrate sind Vergiftungserscheinungen selbst bei 

versehentlichem Verschlucken von größeren Mengen der zinnhaltigen Mundspüllösung 



4. Diskussion 

 

29 

(800 ppm Sn2+ aus SnCl2 = 800 mg/kg) unwahrscheinlich. Die Zinnkonzentration der 

verwendeten Lösung kann daher als gesundheitlich unbedenklich angenommen 

werden. 

Da in der Testlösung dieser Studie Fluoride mit einer Konzentration von 500 ppm mit 

polyvalenten Metallkationen kombiniert wurden, ist eine Natriumfluoridlösung mit einer 

Fluoridkonzentration von 500 ppm als Positivkontrolle geeignet. 

Um Unterschiede in der Wirksamkeit durch unterschiedliche pH-Werte der Lösungen 

ausschließen zu können, wurde in den vorliegenden Studien die pH-Werte der NaF-

Lösung und der SnCl2/NaF/AmF -Testlösung auf den gleichen Wert eingestellt (pH 

4,5). 

Die Placebo-Lösung hatte einen neutralen pH-Wert um intraorale Erosionen bei den 

Probanden zu verhindern. 

 

VERSUCHSDURCHFÜHRUNG 

Die Mundspüllösungen wurden im in vitro Versuch zweimal täglich, jeweils nach der 

ersten und der letzten Erosion angewendet. Die Einwirkdauer der Lösungen betrug 

dabei zwei Minuten. Das Verhältnis von Erosionsdauer und Einwirkdauer betrug im in 

vitro Versuch 30/4 Minuten pro Tag. In der in situ Studie wurde nur einmal täglich nach 

der ersten Erosion für 30 Sekunden gespült. Das Verhältnis von Erosionsdauer zur 

Einwirkdauer der Spüllösung pro Tag betrug damit 30/0,5 Minuten. Die Applikationszeit 

der Mundspüllösung von 30 Sekunden einmal täglich entspricht den üblichen 

Anwendungszeiten für Mundspüllösungen und wird allgemein empfohlen. In einem in 

situ Pilotversuch wurde festgestellt, dass mit diesem Versuchsaufbau und der 

verhältnismäßig längeren Anwendungsdauer im in vitro Modell die in situ-Ergebnisse 

relativ gut vorhersagbar sind (Schlueter, Klimek et al. 2011). 

Um mögliche Fehlerquellen in der Versuchsdurchführung durch die Probanden 

auszuschließen, erfolgte vor Beginn der in situ Studie eine ausführliche mündliche 

Aufklärung über Tragemodus und Verhaltensweisen. Jeder Proband erhielt eine 

schriftliche Instruktion in Kurzform zum Nachlesen sowie zu Beginn jedes 

Versuchsdurchganges ein Protokoll zum Vermerk der durchgeführten Maßnahmen. Die 

Probanden wurden gebeten, Abweichungen vom Versuchsprotokoll, eventuelle 

Nebenwirkungen oder sonstige Zwischenfälle umgehend mitzuteilen. 

Jedem Probanden wurde ein digitaler Zeitmesser mit Alarmfunktion ausgehändigt, so 

dass die Erosions-, Abspül- und Spülintervalle zuverlässig eingehalten worden sein 



4. Diskussion 

 

30 

dürften. Die Durchsicht der Protokolle ergab nur geringfügige Abweichungen vom 

vorgesehenen Versuchsplan. 

Das Einhalten des Versuchsplanes, insbesondere auch der Wartezeiten zwischen den 

einzelnen Erosionen, soll vergleichbare Messungen ermöglichen. Nicht nur Dauer der 

Säure- bzw. Wirkstoffeinwirkung haben einen Einfluss auf das Fortschreiten einer 

Erosion, sondern auch die zwischenzeitliche Verweildauer im oralen Milieu. Hier bildet 

sich bereits nach kurzer Zeit sowohl auf den natürlichen Zähnen als auch auf den 

Probenoberfächen eine Schicht aus Proteinen, das sogenannte Pellikel, welches 

bereits nach wenigen Minuten elektronenmikroskopisch nachweisbar ist (Hannig 1999; 

Hannig & Joiner 2006). Es nimmt Einfluss auf die Erosionsvorgänge auf 

Zahnhartsubstanzen indem es als Diffusionsbarriere agiert und den direkten Kontakt 

von Säuren und Zahnhartsubstanzen verhindert (Lendenmann, Grogan et al. 2000). Es 

kann davon ausgegangen werden, dass ein Pellikel nach 45 Minuten vollständig 

ausgebildet ist (Hannig & Hannig 2014; Skjorland, Rykke et al. 1995). Da kein Proband 

weniger als 45 Minuten Tragezeit zwischen 2 Erosionen angegeben hat, kann davon 

ausgegangen werden, dass die Abweichungen der Wartezeiten keinen messbaren 

Einfluss auf die Ergebnisse genommen haben. 

Die Anwendung der Spüllösungen wurde durch das Wiegen der Flasche vor und nach 

jedem Durchgang überprüft. Der Verbrauch sollte bei exaktem Dosieren über die 

Verschlusskappe (10 ml Inhalt) 70 ml pro Durchgang betragen. Bei insgesamt 72 

erhobenen Messwerten (24 Teilnehmer mit jeweils 3 Durchgängen) wurde dieser Wert 

nur 4x bis auf ein Minimum von 59,5 ml unterschritten. Von der vollständigen 

Benetzung der Proben kann dennoch ausgegangen werden und es ist nicht zu 

erwarten, dass der geringere Verbrauch die Wirksamkeit der Lösungen beeinträchtigt 

hat. 

Bei Verlust einzelner Proben oder deren Kunststoffabdeckung wurde der Versuch 

fortgeführt, die entsprechenden Proben kamen jedoch nicht zur Auswertung. Zwei 

Probanden haben den Probenträger versehentlich zu lange dem Erosionsmedium 

ausgesetzt. In diesen Fällen wurden sämtliche Proben verworfen. Die Probenträger 

wurden mit neuen Proben bestückt und der jeweilige Durchgang mit Zustimmung des 

Probanden neu begonnen. Auch nach Berücksichtigung aller verloren gegangenen 

und/oder beschädigten Proben waren in jedem Durchgang mindestens eine Dentin- 

und eine Schmelzprobe jedes Probanden auswertbar. Somit lag keine 

Beeinträchtigung der statistischen Aussagekraft der ermittelten Werte durch 

Probenverlust vor. 



4. Diskussion 

 

31 

MESSMETHODE 

In beiden Versuchen erfolgte die Auswertung sowohl für Schmelz als auch für Dentin 

profilometrisch. Profilometrie ist eine etablierte Methode um 

Oberflächenveränderungen quantitativ zu erfassen. Sowohl initiale, als auch 

fortgeschrittene Substanzverluste können gemessen werden (Schlueter, Hara et al. 

2011) 

Für Schmelz und Dentin kamen zwei unterschiedliche profilometrische Verfahren zum 

Einsatz. Die Messung im Schmelz erfolgte mit einem optischen Taster (Focodyn, 

Rodenstock, München, Deutschland). Die Messungen im Dentin wurden mit einem 

mechanischen Taster durchgeführt (FRW-750, Perthen Mahr, Göttingen, Deutschland). 

Im Schmelz führen Säureangriffe zu einem oberflächlichen Substanzverlust, wobei nur 

geringfügige Strukturveränderungen der Oberfläche, nicht jedoch tieferreichende 

Demineralisationen entstehen (Addy & Shellis 2006). Der Höhenverlust in Relation zur 

ursprünglichen Oberfläche spiegelt daher relativ genau den tatsächlichen 

Mineralverlust wider. 

Der optische Sensor hat durch seine höhere Auflösung dem mechanischen Taster eine 

etwas größere Präzision voraus. Außerdem kann die mechanische Tastspitze Spuren 

auf der Oberfläche hinterlassen, was bei einem optischen System ausgeschlossen 

werden kann. Messungen können daher mit dem optischen Taster beliebig oft 

wiederholt werden, ohne die Versuchsfläche zu verändern. 

Die Dentinerosion hat eine komplexere histologische Struktur als die Schmelzerosion. 

Im Dentin sind Erosionen durch zentripetalen Substanzverlust beginnend im 

peritubulären Dentin gekennzeichnet. Bei länger andauernder Säureeinwirkung kommt 

es zur Vergrößerung der Dentintubuli mit Demineralisation des intertubulären Dentins 

(Meurman, Drysdale et al. 1991; Noack 1989). Es verbleibt eine oberflächliche Schicht 

komplett entmineralisierten Dentins, die im feuchten Zustand in ihrer Ausdehnung 

relativ stabil bleibt (Kinney, Balooch et al. 1995). Diese überwiegend aus Kollagen 

bestehende Schicht muss bei der Messung der Proben berücksichtigt werden.  

Sowohl mechanische als auch optische Profilometrie wurden auf ihre Eignung als 

Messmethode für den Mineralverlust von erodiertem Dentin hin untersucht. Als 

Kontrollverfahren diente die Analyse des Kalziumgehaltes im Erosionsmedium (Ganss, 

Lussi et al. 2009). Diese Studie zeigte, dass der mit verschiedenen Methoden 

gemessene Substanzverlust stark variiert. Mit optischer Profilometrie konnten vor 

Entfernung der organischen Matrix nahezu keine Substanzverluste gemessen werden. 

Da die Proben feucht gelagert und gemessen wurden, hatte die Matrix das gleiche 



4. Diskussion 

 

32 

Niveau wie die unerodierte Referenzfläche. Mit mechanischer Profilometrie wurden 

größere Substanzverluste gemessen, da der mechanische Taster in die Matrix einsinkt. 

Es wurde jedoch beobachtet, dass der Taster auch bei kurzen Erosionszeiten und 

damit geringer Schichtdicke der Matrix nicht bis zur Demineralisationsfront vordringt. 

Nach längeren Erosionszeit und größerer Schichtdicke der Matrix kam diese 

Ungenauigkeit noch deutlicher zum Tragen. Die Eindringtiefe des Tasters war nicht 

proportional zum Substanzverlust, der tatsächliche Substanzverlust kann daher nicht 

über die Eindringtiefe des Tasters berechnet werden. 

Nach enzymatischer Entfernung der Matrix konnten sowohl optische als auch 

mechanische Profilometrie vergleichbare Ergebnisse liefern, die recht genau den 

tatsächlichen Mineralverlust widerspiegelten. Bei Vermessung von Proben mit großen 

Substanzverlusten fiel auf, dass der optische Taster tendenziell geringere 

Substanzverluste ermittelte als der mechanische. Es wird vermutet, dass diese 

Ungenauigkeit durch das Verbleiben organischer Rückstände verursacht wird, die 

durch den mechanischen Taster jedoch verdrängt werden. Auch eine aktuelle 

systematische Untersuchung belegt die Eignung dieser Messmethode (Schlueter, Jung 

et al. 2016). Die Messung der Dentinproben in den vorliegenden Versuchen erfolgte 

daher nach enzymatischer Entfernung der organischen Matrix mit Hilfe mechanischer 

Profilometrie. 

Da vermutet wird, dass es bei Dentin durch den vergleichsweise hohen Anteil an 

organischen Komponenten und Wasser durch Austrocknung zu 

Schrumpfungsprozessen kommen kann (Attin, Becker et al. 2009; Schlueter, Jung et 

al. 2016), wurden die Messungen an feuchtem Dentin durchgeführt. Dazu wurde vor 

jeder Messung ein Tropfen Aqua dest. auf die Probenoberfläche gegeben und dort für 

exakt 30 Sekunden belassen. Danach wurde der Wassertropfen mit einem 

saugfähigen Tuch entfernt, ohne die Probenoberfläche zu berühren und im direkten 

Anschluss die erste Spur gemessen. Diese Prozedur wurde vor jeder Messung 

wiederholt. 

ERGEBNISSE 

Sowohl in vitro als auch in situ konnte ein Substanzverlust geeigneter Größenordnung 

erreicht werden. Dies entspricht den Vorhersagewerten, die durch den Vergleich 

vorhergehender Studien mit Labor und Probandenversuchen ermittelt wurden 

(Schlueter, Klimek et al. 2009a; Schlueter, Klimek et al. 2009b; Schlueter, Klimek et al. 

2011). Interessant sind die Unterschiede, die der Einfluss der NaF-Lösung auf den 

Substanzverlust in den beiden unterschiedlichen Versuchsmodellen hatte. 



4. Diskussion 

 

33 

Effekte der NaF-Lösung im Schmelz 

Die NaF-Lösung hatte im in vitro Versuch bei Schmelz mit einer Reduktion des 

Substanzverlustes um 6,2% im Vergleich zur Negativkontrollgruppe, keinen Effekt. In 

situ dagegen wurde nach Anwendung der NaF-Lösung ein um 19,1% signifikant 

geringerer Substanzverlust als in der Negativkontrollgruppe gemessen. 

Um diese Unterschiede zu erklären, muss zunächst die Wirkung von Fluoriden auf 

Zahnhartsubstanzen betrachtet werden. Diese wurde vor allem in Bezug auf die 

Kariesprophylaxe untersucht (Brambilla E. 2001). Eine 36 Studien umfassende 

Metaanalyse befasste sich zum Beispiel mit der protektiven Wirkung von fluoridhaltigen 

Mundspüllösungen bei Jugendlichen, die eine deutlich kariespräventive Wirkung dieser 

Fluoridierungsmaßnahme zeigen konnte (Marinho, Higgins et al. 2003). Da es sich bei 

beiden Formen des Substanzverlustes prinzipiell um Mineralverlust durch 

Säureeinwirkung handelt, ist eine ähnliche Wirkung von Fluoriden auch auf Erosionen 

naheliegend. Entsprechend wurden Empfehlungen zur Erosionstherapie und -

prävention mit NaF-haltigen Produkten formuliert (Imfeld 1996). Auch aktuellere 

Studien konnten eine prinzipielle protektive Wirkung von Fluoriden nachweisen 

(Huysmans, Young et al. 2014). 

Erosive Läsionen unterscheiden sich jedoch nicht nur in Bezug auf ihre Ätiologie, 

sondern auch in ihrer histologischen Struktur grundsätzlich von kariösen Läsionen. Bei 

initialen kariösen Läsionen liegt die demineralisierte Zone unterhalb einer 

pseudointakten Oberfläche. Eine Remineralisation des Läsionskörpers ist in einem 

gewissen Maß möglich. Im Gegensatz dazu ist die Schmelzerosion durch einen 

oberflächlichen, zentripetal fortschreitenden Substanzverlust gekennzeichnet, so dass 

eine strukturell veränderte Oberflächenschicht mit einer Tiefe von nur wenigen 

Mikrometern verbleibt (Zentner & Duschner 1996). Eine Remineralisation durch 

Fluorideinwirkung kann daher bestenfalls im Sinn einer Re-Präzipitation stattfinden, 

größere Defekte werden nicht repariert. Da Fluoride dennoch eine antierosive Wirkung 

besitzen, müssen andere Wirkungsmechanismen als bei Karies vorliegen.  

In einer in vitro Studie (Petzold 2001) konnte gezeigt werden, dass sich nach 

Applikation von sauren NaF- oder AmF-haltigen Lösungen sehr schnell globuläre 

Präzipitate bilden. Diese bestehen aus CaF2-ähnlichem Material. Sie behindern das 

direkte Einwirken der Säuren auf die Zahnhartsubstanz und können somit den Verlust 

von Zahnmineralien verzögern. Sie sind jedoch relativ leicht säurelöslich, so dass ein 

klinisch relevanter, protektiver Effekt nur durch häufige Applikationen unter milden 

erosiven Bedingungen eintritt. 



4. Diskussion 

 

34 

Die Bildung dieser Präzipitate ist pH-Wert abhängig. Je saurer die Fluoridlösung ist, 

desto ausgeprägter ist die sich bildende Präzipitatschicht (Saxegaard & Rølla 1988). 

Da sowohl die NaF-Lösung als auch die SnCl2/NaF/AmF-Lösung aus diesem Grund 

auf den gleichen pH Wert von 4,5 eingestellt wurden, dürfte es von daher zu keinen 

Unterschieden in der Wirksamkeit gekommen sein. 

Von besonderem Interesse ist die Stabilität dieser CaF2-ähnlichen Präzipitate, welche 

sich unter in situ und unter in vitro Bedingungen unterscheidet (Ganss, Schlueter et al. 

2007). Nach initialer Fluoridierung wurden Schmelzproben entweder zyklisch de- und 

remineralisiert (in situ und in vitro) oder ohne weitere Manipulation in 

Remineralisationslösung aufbewahrt, beziehungsweise in intraoralen Haltern von 

Probanden getragen. Die Versuchsdauer lag dabei jeweils bei 4 Tagen im in vitro 

Versuch bzw. bei 7 Tagen in der in situ Studie. Die Menge an auf den Proben 

vorhandenem Fluorid wurde zu verschiedenen Zeitpunkten bestimmt. Es wurde 

festgestellt, dass in der in situ Studie trotz der längeren Versuchsdauer auf den 

erodierten Proben deutlich länger und in größeren Mengen Fluorid nachweisbar war 

als im in vitro Versuch. 

Die in der vorliegenden in situ Studie erzielte, im Vergleich zum in vitro Versuch 

gesteigerte Wirkung der NaF-Lösung erscheint vor diesem Hintergrund plausibel. 

 

Applikationsformen  

Ein Einfluss der Applikations- und Darreichungsform auf die Wirksamkeit von 

protektiven Agentien ist grundsätzlich denkbar.  

Verschiedene Arbeitsgruppen verwendeten z.B. fluoridhaltige Lacke um den erosiven 

Substanzverlust zu reduzieren (Vieira A, Jager DH et al. 2007). Die verwendeten 

Konzentrationen von z.B. 2,26% F- (Sorvari R, Meurman JH et al. 1994) konnten eine 

deutliche Reduktion der Substanzverluste erzielen. Da Erosionen jedoch durch 

frequente Säureeinwirkungen mit niedrigem pH-Wert verursacht werden,  erscheint die 

Anwendung von Lacken als zahnarztbasierte Maßnahme wenig vielversprechend. 

Fluoride können auch zu Getränken, etwa Milch (Magalhaes, Levy et al. 2014), aber 

auch zu erosiven Getränken (Sorvari 1989) zugesetzt werden. Die Wirksamkeit dieser 

Verabreichungsform konnte bestätigt werden, jedoch waren dazu relativ hohe 

Fluoridkonzentrationen notwendig, welche aufgrund des Risikos von Nebenwirkungen 

wie Skelettfluorosen oder Fluoridintoxikationen als Zusatz zu regelmäßig konsumierten 

Lebensmitteln nicht praktikabel erscheinen. 



4. Diskussion 

 

35 

Zahnpasten sind ein gut akzeptiertes und weitverbreitetes Produkt der häuslichen 

Mundhygiene. Die einfache und gewohnheitsmäßige Anwendung lassen Zahnpasten 

als optimales therapeutisches Medium erscheinen. Tatsächlich konnte nach 

Anwendung fluoridhaltiger Zahnpasten im Gegensatz zu fluoridfreien Zahnpasten eine 

Reduktion des Zahnhartsubstanzverlustes durch Säureeinwirkung beobachtet werden 

(Bartlett DW, Smith BG et al. 1994). Allerdings ist zu beachten, dass in diesem 

Versuch die Applikation der Paste mit Bürstabrasion verbunden war. In weiteren 

Versuchen konnte sowohl in vitro als auch in situ durch Anwendung fluoridhaltiger 

Zahnpasten der säurebedingte Substanzverlust reduziert werden. Die Zahnproben 

waren dabei einem zyklischen De- und Remineralisationsmodell ausgesetzt, wurden 

jedoch nicht gebürstet (Ganss, Klimek et al. 2001; Ganss, Klimek et al. 2004a). 

Eine weitere mögliche Applikationsform mit breiter Akzeptanz in der Bevölkerung sind 

Mundspüllösungen. Auch sie sind für die regelmäßige, häusliche Anwendung geeignet. 

Bereits in vorangegangenen Versuchen wurden fluoridhaltige Lösungen erfolgreich 

verwendet. 

So wurden beispielsweise in einem Versuch Schmelzproben 6 x 2 Minuten täglich 

erodiert und 6 x 2 Minuten mit verschiedenen Testlösungen behandelt. Unter diesen 

vergleichsweise milden Versuchsbedingungen mit häufiger Applikation hat eine Lösung 

mit 250 ppm F- aus NaF zu einer Reduktion des Mineralverlusts um 70% geführt 

(Ganss, Schlueter et al. 2008). Die Wirkstoffapplikation in Form von Spüllösungen ist 

also grundsätzlich geeignet und kam daher in den Versuchen dieser Arbeit zum 

Einsatz. 

Auffällig ist, dass die Natriumfluoridlösung in der in situ Studie bei einigen Probanden 

zu einer deutlich höheren Reduktion des Substanzverlustes geführt hat als bei 

anderen. Untersuchungen belegen, dass bei der Entwicklung von Erosionen nicht 

allein die Art der Säureeinwirkung für die individuellen Unterschiede des Verlaufs 

verantwortlich ist, sondern möglicherweise auch Varianten von Genen, die die Struktur 

und Mineralisation von Schmelz regulieren und damit die Säurelöslichkeit des 

Schmelzminerals beeinflussen (Uhlen, Stenhagen et al. 2016). Ein weiterer wichtiger 

Faktor, der die individuelle Prädisposition für Erosionen, aber auch die Wirksamkeit der 

Spüllösungen modulieren könnte, ist der Speichel. 

Dieser hat zunächst eine wichtige Spülfunktion. Durch gesteigerten Speichelfluss 

werden Säuren verdünnt und dadurch die Dauer und Intensität der pH-Wertabsenkung 

reduziert (Dawes & Kubieniec 2004). 



4. Diskussion 

 

36 

Der menschliche Speichel enthält weiterhin anorganische Bestandteile wie 

(H2CO3)/Hydrogenkarbonat (HCO3), Dihydrogenphosphat (H2PO4
-) /Hydrogenphosphat 

(HPO4
2-), Kalzium (Ca2+) oder Fluorid (F-) welche den Sättigungsgrad in Bezug auf 

Zahnmineral und die Pufferkapazität bestimmen. Letztere bestimmt die Intensität und 

Verweildauer aktiver Säuren in der Mundhöhle (Hara, Lussi et al. 2006). 

Im Gegensatz zu den verschiedenen, in in vitro Versuchen gebräuchlichen 

Remineralisationslösungen, enthält menschlicher Speichel zusätzlich zu den 

anorganischen Bestandteilen zahlreiche Proteine. Diese spielen eine wichtige Rolle bei 

der Bildung eines Pellikels auf Zahnoberflächen (Lendenmann, Grogan et al. 2000). 

Das Pellikel hat eine essentielle Schutzwirkung gegenüber Säureangriffen (Hannig, 

Fiebiger et al. 2004; Hara, Lussi et al. 2006). indem es beispielsweise den Transport 

anorganischer Ionen modifiziert (Zahradnik 1979). Eine besondere Rolle spielen die im 

Speichel enthaltenen Muzine. Diese wurden auch auf ihre Fähigkeit, Erosionen zu 

reduzieren oder zu verhindern, hin untersucht. Zahnproben wurden in menschlichem 

Speichel unterschiedlichen Muzingehaltes gelagert und nach Bildung des Pellikels das 

Entstehen erosiver Läsionen beobachtet. Es konnte festgestellt werden, dass die 

Läsionstiefe der Proben, die mit muzinreduziertem beziehungsweise muzinfreiem 

Speichel behandelt wurden, deutlich vergrößert war (Baumann, Kozik et al. 2016; 

Nieuw Amerongen, Oderkerk et al. 1987). 

Die individuelle Zusammensetzung des Speichels nimmt also entscheidenden Einfluss 

auf die De - und Remineralisationsprozesse in der Mundhöhle sowohl im Schmelz als 

auch im Dentin. Dies muss insbesondere dann berücksichtigt werden, wenn entweder 

die Ätiologie der Erosionen unklar, oder die Erosionsursache nicht zu beseitigen ist. 

 

Effekte der Testlösung im Schmelz  

Die Prophylaxe und Therapie von Erosion alleine auf Basis von Fluorid erscheint 

gerade bei hohem individuellem Risiko wenig erfolgversprechend Daher wurde die 

Wirkung von Fluoriden in Kombination mit einer Reihe unterschiedlicher, polyvalenter 

Metallkationen untersucht. Schmelzproben wurden zyklisch de- und remineralisiert und 

mit verschiedenen Testlösungen behandelt. Die Häufigkeit und Dauer der Anwendung 

sowie die Demineralisationszeiten variierten. Es stellte sich heraus, dass unter milden 

erosiven Bedingungen sowohl zinn- als auch titanhaltige Lösungen den 

Substanzverlust nahezu komplett verhindern konnten. Die ebenfalls untersuchte 

kupferhaltige Lösung zeigte nahezu keinen Effekt. Bei erosiveren Bedingungen waren 



4. Diskussion 

 

37 

die zinnhaltigen den titanhaltigen Mundspüllösungen überlegen (Schlueter, Duran et al. 

2009). 

Als weiteres, möglicherweise relevantes Agens wurde Titan in einer Reihe von Studien 

auf seine antierosive Wirkung im Vergleich zu Fluoriden hin untersucht. Es stellte sich 

heraus, dass durch die einmalige Applikation von TiF4-haltigen Lösungen oder Lacken 

eine deutliche Reduktion des Mineralverlustes erzielt werden konnte. Die Wirksamkeit 

war dabei jedoch sehr stark abhängig vom pH-Wert des verwendeten Produktes. Dabei 

zeigten Produkte mit einem natürlichen pH von 1,2 eine protektive Wirkung, bei einem 

auf 3,5 gepufferten pH-Wert konnte nahezu keine Wirkung mehr festgestellt werden 

(Magalhaes, Kato et al. 2008; Wiegand, Magalhaes et al. 2009; Wiegand, Waldheim et 

al. 2009). Für die häusliche Anwendung ergibt sich anhand dieser Ergebnisse keine 

Indikation. 

Zinn wurde wie Fluorid bereits in Bezug auf Kariesprävention untersucht (Muhler 1958) 

und schien auch in der Erosionsprävention und -therapie ein vielversprechender 

Wirkstoff zu sein. Eine Studie, in der verschiedene Kombinationen von Fluoriden mit 

oder ohne Zinn und eine reine Zinnchloridlösung untersucht wurde, ergab, dass 

Zinnchlorid tatsächlich eine deutliche antierosive Wirkung besitzt (Ganss, Schlueter et 

al. 2008). 

 

Wirkmechanismus von Zinn 

Ein möglicher Wirkmechanismus der zinnhaltigen Produkte besteht in der Auflagerung 

von zinnhaltigen, säurestabilen Schutzschichten. Bei der Reaktion von Zinn mit 

Hydroxylapatit können unterschiedliche Präzipitate, etwa Sn2(PO4)OH, Sn3F3PO4, 

Ca(SnF3)2, CaF2, Sn(OH)2, Sn3F3PO4, Sn2(OH)PO4, Sn3F3PO4, SnHPO4 entstehen 

(Babcock, King et al. 1978; Hercules & Craig 1978; Krutchkoff, Jordan et al. 1972; 

Nelson & Bainbridge 1973). Die Bildung dieser Präzipitate ist von mehreren Faktoren, 

wie pH-Wert, Konzentration, Einwirkdauer, Art der der Fluoridkomponente und das 

F/Sn Verhältnis des einwirkenden Agens abhängig. 

Es konnten zum Beispiel auf unerodierten, mit SnF2 behandelten Schmelzproben 

oberflächliche Auflagerungen beobachtet werden, die auch nach 3 x 2-minütiger 

Säureexposition (0,01 M HCl; pH 2,0) noch nachweisbar waren (Hove, Holme et al. 

2006). In einer weiteren Studie wurden oberflächliche Auflagerungen auf zuvor 

erodierten und anschließend mit zinnhaltigen Testlösungen behandelten 

Schmelzoberflächen gefunden. Diese waren auch nach einer zweiminütigen Inkubation 

in Zitronensäure (pH 2,3) noch sichtbar (Ganss, Schlueter et al. 2008). Auflagerungen, 



4. Diskussion 

 

38 

die nach Applikation zinnhaltiger Lösungen entstehen, verfügen also nachweislich über 

eine erhebliche Säurestabilität. 

Um weitere Wirkmechanismen zinnhaltiger Lösungen zu untersuchen, wurden in einem 

in vitro Versuch Schmelzoberflächen mit unterschiedlich konzentrierten zinnhaltigen 

Lösungen behandelt. Die Proben wurden dabei entweder zyklisch de- und 

remineralisiert oder blieben vor Applikation der Testlösungen unbehandelt. 

Elektronenmikroskopisch konnten bei allen Gruppen Präzipitate nachgewiesen werden. 

Die Präzipitate waren amorph gestaltet und hatten nicht das typische globuläre 

Aussehen von kalziumfluoridähnlichen Niederschlägen. Mit energiedispersiver 

Röntgenspektroskopie (EDX) konnte Zinn in diesen Auflagerungen nachgewiesen 

werden. In Querschnitten der zyklisch de- und remineralisierten Schmelzproben 

wurden elektronenmikroskopisch auffällige Strukturveränderungen in der 

oberflächlichen Schmelzschicht nachgewiesen. Die Dicke der veränderten Schicht 

stieg dabei proportional zur Zinnkonzentration der verwendeten Lösung auf bis zu 20 

µm an. Durch EDX konnte in den Schmelz eingelagertes Zinn nachgewiesen werden. 

In den zuvor nicht erodierten, nur mit den Testlösungen behandelten Proben wurde 

keine Inkorporation von Zinn festgestellt. Sowohl die Bildung amorpher, zinnhaltiger 

Präzipitate auf unbehandelten Schmelzoberflächen als auch die Schichtdicke einer 

zinnhaltigen Oberflächenschicht war abhängig von der verwendeten Zinnkonzentration 

und stieg mit steigender Zinnkonzentration an (Schlueter, Hardt et al. 2009).  

Daraus kann abgeleitet werden, dass die antierosive Wirkung von Zinn nicht allein 

durch die Bildung säurestabiler Auflagerungen auf der Zahnoberfläche verursacht wird, 

sondern insbesondere unter erosiven Bedingungen durch eine Modifikation der 

Säurelöslichkeit der oberen Schmelzschichten bedingt ist.  

In einer vorangegangenen in situ Studie konnte gezeigt werden, dass bei der 

Anwendung von zinnhaltigen Testlösungen interindividuelle Unterschiede des oralen 

Milieus eine geringere Rolle zu spielen scheinen als bei Anwendung von NaF-

Lösungen (Schlueter, Klimek et al. 2009b). Im vorliegenden in situ-Versuch konnte 

diese vielversprechende Beobachtung bestätigt werden, denn die Reduktion des 

Substanzverlustes unterlag bei den einzelnen Probanden nach Gebrauch der 

zinnhaltigen Testlösung deutlich geringeren Schwankungen als nach Anwendung der 

NaF-Lösung. Die geringe Löslichkeit der entstandenen Präzipitate ist offenbar 

unabhängiger von biologischen Faktoren, was den therapeutischen Effekt gut 

vorhersehbar macht. 

 



4. Diskussion 

 

39 

Erosionen des Dentins 

Schmelz und Dentin unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Säureresistenz. Dies 

verdeutlicht der, im Vergleich zum Schmelz, deutlich höhere Substanzverlust von 

Dentin in den Negativkontrollgruppen. 

Da es vor allem bei Patienten mit fortgeschrittenen Erosionen zur Freilegung des 

Dentins kommen kann, war es in dieser Studie von besonderem Interesse, die 

Wirksamkeit der zinnhaltigen Testlösung nicht nur für Schmelz, sondern auch für 

Dentin zu untersuchen. Speziell in Bereichen, in denen der Schmelzmantel relativ dünn 

ist, etwa im Bereich des Zahnhalses, wird Dentin auch bei relativ gering ausgeprägten 

Erosionen früh exponiert, sodass die Beteiligung koronalen Dentins bei 

Erosionspatienten häufig ist. Da ab Erreichen der Schmelz-Dentingrenze mit einem 

beschleunigten Substanzverlust gerechnet werden muss, profitieren diese Patienten 

von einem Produkt welches auch eine gute Wirksamkeit im Dentin zeigt. 

Unterschiede in der histologischen Struktur der Gewebe beeinflussen die 

Erosionsprozesse entscheidend (Ganss, Lussi et al. 2014b; Shellis, Featherstone et al. 

2014). Im Schmelz handelt es sich beim Fortschreiten von Erosionen um einen 

linearen, zentripetal voranschreitenden Prozess. Im Dentin kommt es jedoch mit 

zunehmender Erosionsdauer zu einem nicht-linearen Verlauf des Substanzverlustes. 

Wie bereits in der Diskussion der Messmethode angedeutet, verbleibt nach 

Säureeinwirkung auf der Dentinoberfläche eine organische Matrix (Ganss, Lussi et al. 

2014a; Kinney, Balooch et al. 1995). Diese Diffusionsbarriere beeinflusst das 

Fortschreiten einer Dentinerosion zumindest in vitro entscheidend (Ganss, Klimek et al. 

2004b; Vanuspong, Eisenburger et al. 2002).  

Etwa 90% der organischen Matrix bestehen aus Kollagen (Linde 1989). Unter dieser 

kollagenen Schicht schreitet die Demineralisation bei anhaltender Säureeinwirkung 

voran. Dabei wird das Kollagengeflecht weiter freigelegt, sodass eine dicker werdende 

Diffusionsbarriere entsteht. Säuren müssen also zunächst durch diese 

hindurchdiffundieren, bevor sie das daruntergelegene mineralisierte Gewebe erreichen. 

Dies führt zu einer Verringerung des pH-Wertabfalls an der Demineralisationsfront mit 

zunehmender Erosionsdauer. Zusätzlich verhindert die Matrix den raschen Abtransport 

von gelöstem Zahnmineral wodurch der Sättigungsgrad ansteigt. Beide Faktoren 

verursachen den nicht-linearen Erosionsverlauf, der für Dentinerosionen typisch ist. 

Entsprechend konnte nachgewiesen werden, dass der säurebedingte Mineralverlust im 

Dentin deutlich ansteigt, wenn die Matrix entfernt wird (Ganss, Lussi et al. 2010; Hara, 

Ando et al. 2005). 



4. Diskussion 

 

40 

Die organische Matrix verlangsamt zwar die Erosionsvorgänge, dennoch waren die 

Substanzverluste in vitro der Negativkontrollgruppe im Dentin (92,6 ± 8,8 µm) höher als 

im Schmelz (74,1 ± 12,1 µm). Auch in situ waren die Verluste dieser Gruppe im Dentin 

mit 43,9 ± 9,2 µm höher als im Schmelz (28,2 ± 6,1 µm). 

Der höhere Mineralverlust im Dentin trotz des Vorhandenseins der schützenden Matrix 

erklärt sich aus der unterschiedlichen histologischen Struktur von Dentin und Schmelz 

(Lussi, Schlueter et al. 2011). Schmelz besteht zu etwa 87 vol% aus Hydroxylapatit. 

Die übrigen 13% setzen sich aus etwa 2 vol% organischen Bestandteilen und Wasser 

zusammen. Dentin hingegen besteht zu etwa 47 vol% aus Hydroxylapatit. Der 

organische Anteil beträgt 33 vol% und besteht zum größten Teil aus Kollagen Typ I. 

Der Wasseranteil des Dentins wird mit 21 vol% angegeben. Man kann zwischen stark 

mineralisiertem, peritubulärem Dentin und weniger stark mineralisiertem, 

intertubulärem Dentin unterscheiden. Die mineralischen Bestandteile des Dentins 

enthalten einen höheren Anteil an Carbonatgruppen als die des Schmelzes, welche 

eine erhöhte Säurelöslichkeit des Apatits zur Folge haben. Die Apatitkristalle des 

Dentins sind außerdem deutlich kleiner und weniger dicht gepackt als die des 

Schmelzes. Vor allem das intertubuläre Dentin besteht überwiegend aus kalzifiziertem 

Kollagen und dazwischen angeordneten, unvollständigen Apatitkristallen. Auch steigen 

Anzahl und Durchmesser der Dentintubuli von der Schmelz-Dentingrenze zu den 

pulpanahen Schichten kontinuierlich an. Dies vergrößert im Dentin die Oberfläche im 

Verhältnis zur Masse und macht es für Säuren leichter angreifbar (Featherstone & 

Lussi 2006). 

 

Effekte der NaF-Lösung im Dentin 

Die Struktur des Dentins und die organische Matrix haben jedoch nicht nur Einfluss auf 

die Säureeinwirkung sondern auch auf Wirkstoffeffekte. Die Natriumfluoridlösung 

konnte den Substanzverlust in vitro um fast 40% und in situ um etwa 23% verglichen 

mit der Negativkontrollgruppe reduzieren, damit waren die Effekte besonders unter in 

vitro Bedingungen deutlich besser als bei Schmelz. Dass die Effekte von Wirkstoffen 

durch die entmineralisierte Matrix modifiziert werden, konnte bereits gezeigt werden 

(Ganss, Lussi et al. 2010). In diesen Versuchsreihen wurden Dentinproben sechsmal 

pro Tag für zwei Minuten mit 0,05 molarer Zitronensäure (pH 2,3) erodiert. Es wurden 

verschiedene Testlösungen ebenfalls sechsmal pro Tag für zwei Minuten appliziert. Die 

untersuchten Testlösungen waren unter anderem eine NaF-Lösung (250 ppm F-), eine 

AmF-Lösung (250 ppm F-) und eine AmF/NaF-Lösung (250 ppm F-). In einem ersten 



4. Diskussion 

 

41 

Versuch wurde die entmineralisierte organische Matrix lediglich am Ende des Versuchs 

vor der profilometrischen Auswertung entfernt. In einem nachfolgenden Versuch wurde 

die Matrix, bei ansonsten identischen Versuchsbedingungen, während des Versuchs 

kontinuierlich enzymatisch degradiert. In diesem zweiten Versuch, in dem sich keine 

ausgeprägte organische Matrix bilden konnte, waren nicht nur die Substanzverluste 

generell signifikant höher als im ersten Versuch. Es konnte außerdem nachgewiesen 

werden, dass die Effekte von Natrium- und Aminfluorid in Abwesenheit der kollagenen 

Schicht deutlich geringer waren und dass das Kation der Fluoridverbindung (Aminrest 

oder Na 2+) eine effektmodulierende Wirkung zu haben scheint. Umgekehrt waren die 

Wirkstoffeffekte unter Erhaltung der Matrix und unabhängig von der Fluoridverbindung 

(Amin- oder Natriumfluorid) deutlich besser.  

Diese Unterschiede erklären sich durch die unterschiedlichen Einwirkbedingungen. Bei 

bestehender Matrix sind die erosiven Bedingungen, wie oben schon ausgeführt, 

deutlich milder, sodass auch grundsätzlich weniger wirksame Wirkstoffe wie Amin- 

oder Natriumfluorid einen Effekt haben können. Weiterhin stellt die Matrix 

möglicherweise ein Diffusionshindernis für den relativ großen Aminrest dar, sodass die 

effektbestimmende Größe lediglich in der Konzentration von Fluoridionen an der 

Demineralisationsfront zu sehen ist.  

Die vorliegenden Ergebnisse entsprechen etwa den Effekten, die im oben genannten 

Versuch ohne Entfernung der Matrix beobachtet wurden. 

 

Effekte der Testlösung im Dentin 

Im vorliegenden in vitro Versuch reduzierte die zinnhaltige Testlösung den 

Substanzverlust im Dentin gegenüber der Negativ-Kontrolle um fast 53%. Sie war 

damit effektiver als die Natriumfluoridlösung, jedoch weniger effektiv als im Schmelz. In 

situ konnte die Testlösung den Substanzverlust um 47% reduzieren und war damit 

etwas weniger effektiv als in vitro aber immer noch effektiver als die 

Natriumfluoridlösung. Generell lagen die Effekte der zinnhaltigen Lösungen auch für 

Dentin in therapeutisch relevanter Größenordnung. 

Auch die antierosive Wirkung von Zinn wird durch die Anwesenheit der freigelegten 

Dentinmatrix beeinflusst, wie schon in dem bereits zuvor beschriebenen Versuch 

gezeigt werden konnte (Ganss, Lussi et al. 2010). 

Denkbar wäre beispielsweise eine Interaktion von Sn2+ mit bestimmten nicht-

kollagenen Proteinen. Diese Proteingruppe macht etwa 10% der organischen 



4. Diskussion 

 

42 

Dentinmatrix aus und unterteilt sich in Phosphoproteine, Proteoglycane, verschiedene 

saure Glycoproteine und Serumproteine. Die nicht-kollagen Proteine spielen vermutlich 

bei der Mineralisation von Dentin eine entscheidende Rolle, da sie die Interaktionen 

von anorganischen Ionen (z.B. Ca2+) mit Kollagen vermitteln (Linde 1989). Die positiv 

geladenen Komponenten der Spüllösungen, insbesondere Sn2+ könnten durch diese in 

der organischen Matrix gebunden werden und dort ein Reservoir bilden. 

Diese Annahme konnte durch Elementanalysen bei Dentinproben, die erodiert und 

unter Entfernen oder Belassen der organischen Matrix mit verschieden konzentrierten 

zinnhaltigen Lösungen behandelt worden waren (Ganss, Hardt et al. 2010), zumindest 

für höhere Zinnkonzentrationen erhärtet werden. Wurden die Proben erodiert und die 

sich entwickelnde Matrix belassen, fand sich sowohl auf deren Oberfläche als auch 

über deren gesamte Dicke eine deutliche Zinnanreicherung. Ebenso konnte Zinn auch 

in den darunter angrenzenden mineralisierten Dentinbereichen nachgewiesen werden. 

Dabei war die Menge an Zinn, die im mineralisierten Dentin unterhalb der Matrix 

gefunden wurde, unabhängig von der Zinnkonzentration der angewendeten Lösungen. 

Damit scheint die Affinität des Zinns zu den anorganischen Anteilen des Dentins 

stärker zu sein als zu den organischen. Wurde die Matrix kontinuierlich entfernt fanden 

sich amorphe Präzipitate mit relativ hohen Zinnmengen auf der Oberfläche, Zinn 

scheint sich jedoch im Gegensatz zu Schmelz nur begrenzt in tiefere Gewebeschichten 

einzulagern. 

In den vorliegenden Versuchen wurde die organische Matrix belassen, da es 

gegenwärtig kein Verfahren zur kontinuierlichen Entfernung in in situ Studien gibt. Die 

Ergebnisse der vorliegenden Untersuchung müssen dementsprechend vorsichtig 

interpretiert werden, lassen aber eine optimistische Bewertung der auch unter diesen 

Umständen effektiven zinnhaltigen Testlösung zu. 

 

Histologische Struktur von in vivo Erosionen  

Die kollagene Matrix wird auch in vivo demineralisiert und gegenüber dem 

Mundhöhlenmilieu exponiert. Klinisch erscheint die Oberfläche von Dentinerosionen 

jedoch bei Sondieren hart und unterscheidet sich damit von experimentellen 

Erosionen, deren Oberfläche resilient und eindrückbar erscheint. In vivo Erosionen 

entstehen im Gegensatz zu experimentellen Erosionen offenbar unter Bedingungen, 

die die Entwicklung nennenswerter demineraliserter organischer Strukturen verhindern. 

Zunächst liegt die Vermutung nahe, dass die freiliegende Kollagenschicht durch die 

mechanischen Einwirkungen, denen die Zahnoberflächen in der Mundhöhle ausgesetzt 



4. Diskussion 

 

43 

sind, wie das Zerkleinern der Nahrung oder die tägliche Mundhygiene, zerstört wird. 

Die organische Matrix hat sich jedoch als erstaunlich stabil gegenüber mechanischen 

Einflüssen erwiesen.  

In einem in vitro Versuch in dem Dentinproben über 9 Tage für 6x2 Minuten täglich mit 

HCl erodiert und mit verschiedenen Bürstdrücken (Auflagegewicht 200, 300 und 400 g) 

gebürstet wurden (Ganss, Hardt et al. 2009), konnte gezeigt werden, dass die 

organische Matrix durch mechanische Einwirkungen, wie sie beispielsweise beim 

Zähneputzen entstehen können, nicht entfernt wird.  

Neben mechanischen Einwirkungen sind Zahnoberflächen jedoch auch einer Vielzahl 

von Enzymen ausgesetzt, die demineralisiertes Kollagen degradieren können.  

Dies wird beispielsweise bei Patienten, die an Bulimie oder Refluxerkrankungen leiden, 

deutlich. Bei diesen Erkrankungen gelangt regelmäßig Mageninhalt in die Mund