Biokompatibilität von Komposit


Kunststofffüllungen sind zahnfarbene, plastische Füllungsmaterialien für kleine bis mittlere Füllungen und eine hervorragende Alternative zu Amalgam- oder Zementfüllungen. Sie bestehen aus einer organischen Matrix, die mit Keramikpartikeln versetzt ist, und sind somit ästhetisch absolut unauffällig. Die Problematik einer möglichen Toxizität ergibt sich jedoch aus den Inhaltsstoffen der organischen Matrix. Diese enthält Monomere, welche beim Aushärten zu langkettigen Kunststoff-Polymeren verkettet werden. Die wichtigsten sind:

 

- Bisphenolglycidylmethacrylat(Bis-GMA)

- Urethandimethycrylat(UDMA)

- Triethylenglycoldimethacrylat(TEGDMA)

- Hydroxyethylmethacrylat(HEMA)

Bei unzureichender Lichthärtung, findet eine ungenügende Polymerisationsreaktion statt und die Komposite weisen einen hohen Restmonomergehalt auf. Es sollte also immer auf eine ausreichende Lichthärtungszeit geachtet werden. [8] Aber selbst bei optimaler Belichtung werden nur etwa die Hälfte der Monomere vollständig ausgehärtet. Nicht polymerisierte Verbindungen werden kontinuierlich freigesetzt und gelangen nach Resorption über die Schleimhäute in den Organismus.

In verschiedenen Studien [1],[2],[3],[4],[5],[6],[7] wurde für diese Monomere ein mutagenes (Mutationen hervorrufend), kanzerogenes (krebserregendes) und teratogenes (fruchtschädigendes) Potenzial nachgewiesen. Zudem bindet Bisphenol A an Östrogenrezeptoren von Zellen und bewirkt eine östrogenähnliche Reaktion im Organismus. Neben den Monomeren kann Formaldehyd als Oxidationsprodukt eine allergische Reaktion auslösen. Der Haftvermittler zwischen Zahn und Füllung (Dentinadhäsiv) enthält ebenfalls Methacrylate in einer deutlich höheren Konzentration als der Kunststoff, da Dentinadhäsive keine oder nur wenige Füller enthalten. Hinzu kommt, dass Komposit-Kunststoffe, Acrylate und Katalysatoren das Bakterienwachstum steigern können. Wie oben erwähnt wurde, geben Kompositfüllungen im wässrigen Milieu der Mundhöhle insbesondere die kleinen gut wasserlöslichen Komonomere, wie EGDMA und TEGDMA, ab. Diese Verbindungen können das Wachstum der wichtigen kariespathogenen Keime S. sobrinus und L. acidophilus begünstigen und beschleunigen, was zur Entstehung von Sekundärkaries sowie zur Irritation der Pulpa durch bakterielle Stoffwechselprodukte bei unzureichender Unterfüllung beitragen kann. [9] Diesem Problem versucht man mit der Entwicklung antibakterieller Haftvermittler entgegenzuwirken.

Für eine toxikologische Gefährdung muss zunächst eine bestimmte Menge an Restmonomeren freigesetzt und resorbiert werden. Somit lassen sich keine pauschalen Schlussfolgerungen ziehen. Außerdem gibt es – abgesehen von Allergietests – keinerlei Testmethoden, um mögliche systemische Wirkungen von Komposit-Materialien am Menschen diagnostizieren zu können. Ergebnisse aus Tierversuchen lassen sich nicht auf den Menschen übertragen. Somit sind Beschwerden nicht wissenschaftlich verifizierbar. Dennoch zeigt sich bei einer steigenden Anzahl von Patienten, dass nach dem Einbringen von Kompositfüllungen bestimmte Nebenwirkungen auftreten. Das Spektrum umfasst unter anderem:

- allergische Reaktionen an Haut und Mundschleimhaut 

- Atemwegserkrankungen

- Konzentrations- und Gedächtnisstörungen mit Schlappheit und Müdigkeit

- Zyklusstörungen

- Energiedefizite

- Autoimmunerkrankungen

- Lebensmittelunverträglichkeiten

 

Um der gesamten Problematik der Monomere aus dem Weg zu gehen, verwenden wir für unsere Füllungen Kunststoff auf Basis von Ormoceren. Bei den Ormoceren (Organically Modified Ceramics) handelt es sich um organisch modifizierte, nichtmetallische anorganische Verbundwerkstoffe. Diese „Pure Silicate Technology“ beinhaltet Füllstoffe und eine Harzmatrix auf Siliciumoxid-Basis mit exzellenter Biokompatibilität. Diese Materialgruppe wurde vom Fraunhofer-Institut für Silikatforschung entwickelt. Unser Füllungsmaterial enthält keine klassischen Monomere wie Bis-GMA, TEGDMA oder HEMA und kann somit auch keine Monomere mehr freisetzen. Auch das Bonding bzw. der Haftvermittler sind monomerfrei. Da viele andere Komposit-Materialien kontinuierlich Fluorid freisetzen, haben wir auch darauf verzichtet. Für Patienten mit allergischer Vorbelastung empfehlen wir vollkeramische Restaurationen oder mineralische Zemente ohne Kunststoffzusätze.

 


[1]Kleinsasser NH, Wallner BC, Harreus UA et al (2004) Genotoxicity and cytotoxicity of dental materials in human Iymphocytes as assessed by the single cell microgel electrophoresis (comet) assay. J Dent 32:229-234 

[2]Schwengberg S, Bohlen H, Kleinsasser N et al (2005) In vitro embryotoxicity assessment with dental restorative materials. J Dent 33:49-55 

[3]Urcan E, Scherthan H, Styllou M, Haertel U, Hickel R, Reichl FX (2010) Induction of DNA double-strand breaks in primary gingival fibroblasts by exposure to dental resin composites. Biomaterials 31:2010-2014 

[4]Durner J, Spahl W, Zaspel J, Schweikl H, Hickel R, Reichl FX (2010) Eluted substances from unpolymerized and polymerized dental restorative materials and their Nernst partition coefficient. Dent Mater 26:91-99

[5]Reichl FX, Seiss M, Kleinsasser N et al (2008a) Distribution and excretion of BisGMA in guinea pigs. J Dent Res 87:378-380 

[6]Anderson, D. A. F., Zimmermann, E. R., Ferracane, J. L., Kaga, M.: Cytotoxicity of variably cured light-activated dental composites. J Dent Res 67, 226, Abst. No. 905 (1988)

[7]Geurtsen, W., Lehmann, F., Spahl, W.: Cytotoxicity of 35 dental resin composite monomers/additives in permanent 3T3 and three human primary fibroblast cultures. J Dent Res 77, 474 - 480 (1998) 

[8]Caughman, F. W., Caughman, G. B., Shiflett, R. A., Rueggeberg, F., Schuster, G.S.: Correlation of cytotoxicity, filler loading and curing time of dental composites. Biomaterials 12, 737 - 740 (1991) 

[9]ZM-Online 2006, Die Biokompatibilität von Komposit-Kunsstoffen, Heft 03/2006


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ORMOCER®-basierte (Nano-)Hybridkomposite für den Einsatz als (in)direkte Restaurationsmaterialien
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