Zur Wurzelkanalbehandlung mit dem Endox®-Endometrie-System Eine In-vitro-Studie
D i s s e r t a t i o n
zur Erlangung des akademischen Grades
doctor medicinae dentariae
(Dr. med. dent.)
vorgelegt dem
Rat der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Schiller-Universität Jena
von
Frank Traichel
geboren am 12.04.1977 in Gera
Jena 2008
Gutachter
1. ____________________________________
2. ____________________________________
3. ____________________________________
Tag der öffentlichen Verteidigung: ____________________
In dankbarer Erinnerung an meine beiden Großväter
Inhaltsverzeichnis _______________________________________________________________________
Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Seite
1 Zusammenfassung 1
2 Einleitung 3
2.1 Der Bergriff der Endodontie 3
2.2 Apikale Parodontitis 4
2.2.1 Mikrobiologie der apikalen Parodontitis 5
2.2.1.1 Enterococcus faecalis 6
2.2.1.2 Candida albicans 7
2.3 Desinfektionsmöglichkeiten des Wurzelkanals 8
2.3.1 Spülflüssigkeiten 8
2.3.1.1 Natriumhypochlorit 9
2.3.1.2 Chlorhexidin 10
2.3.1.3 Wasserstoffperoxid 11
2.3.1.4 Zitronensäure 11
2.3.1.5 Chelatoren - EDTA 12
2.3.1.6 MTAD (Mixture of Tetracycline, Acid and Detergens) 12
2.3.2 Medikamentöse Einlagen 13
2.3.2.1 Kalziumhydroxid 13
2.3.2.2 Chlorhexidin 14
2.3.2.3 Chlor-Kampfer-Menthol haltige Präparate 14
2.3.2.4 Kortikosteroide 15
3 Zielstellung 16
4 Material und Methode 17 4.1 Vorbereitung der Zähne 17
4.2 Mikrobiologisches Vorgehen 20
4.3 Gruppenbildung und experimentelles Vorgehen 22
4.3.1 Endox®-Endometrie-Behandlung 27
4.3.2 Wurzelkanalspülung 28
Inhaltsverzeichnis _______________________________________________________________________
4.4 Statistische Bewertung der Befunde 28
5 Ergebnisse 30 5.1 Zur Keimreduktion von Enterococcus faecalis 30
5.2 Zur Keimreduktion von Candida albicans 34
6 Diskussion 38
7 Schlussfolgerungen 47
8 Literatur 48
9 Anhang 71 Tabellen Danksagung Erklärung Lebenslauf
Abkürzungsverzeichnis __________________________________________________________________________________________
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
AL Arbeitslänge
C. albicans Candida albicans
CDW Crown-Down-Technik
CFU colony forming unit, Kolonie bildende Einheit
CHKM Chlorphenol-Kampfer-Menthol
CHX Chlorhexidin
E. coli Escherichia coli
EDTA Ethyldiamintetraessigsäure
E. faecalis Enterococcus faecalis
Fa. Firma
H2O2 Wasserstoffperoxid
Hz Hertz
ISO International Standard Organisation
MTAD M = Mixture, T = Tetracyclin, A = Acid, D = Detergens
n Anzahl
NaCl Natriumchlorid
NaOCl Natriumhypochlorit
NiTi Nickel-Titan
ns nicht signifikant
PAD Photoactivated Disinfection, Fotoaktivierte Desinfektion
s signifikant
SD Standardabweichung
S. sanguinis Streptococcus sanguinis
S. aureus Staphylococcus aureus
Tp. Taper
WK Wurzelkanal
WKA Wurzelkanalaufbereitung
Abbildungs- und Tabellenverzeichnis ______________________________________________________________________
Abbildungsverzeichnis Seite Abbildung 1: Anzahl der endodontischen Behandlungen in den Jahren 2005 bis 2007 in der Gemeinschaftspraxis Traichel
4
Abbildung 2: Wurzelkanäle und ausgewählter Wurzelkanal mit K-Feile im Röntgenbild
18
Abbildung 3: K3 NiTi File (Taper .04 ISO 015) Packung (A) und K3 NiTi File (Taper .04 ISO 30) Einzelfeile (B)
18
Abbildung 4: Inokulation (rechts) der Wurzelkanäle mit Enterococcus faecalis bzw. Candida albicans und Bebrütung (links) unter anaeroben Bedingungen (Brutschrank VT 5042EK/N2, Fa. Heraeus)
20
Abbildung 5: Methodisches Vorgehen: (A) Probenahme aus dem Wurzelkanal mittels Papierspitze zur Keimzahlbestimmung vor der Behandlung, (B) Einbringen der Papierspitze in 1 ml physiologische NaCl-Lösung zur mikrobiologischen Aufarbeitung, (C) Arbeitsplatz zur Keimzahlbestimmung von Candida albicans in einer Wurzelkanalprobe, (D) Ausspateln zur Keimzahlbestimmung auf Sabouraudagar von Candida albicans, (E) Kolonien der Verdünnungsstufen Enterococcus faecalis auf Mitis-salivarius-Agar (F) Kolonien der Verdünnungsstufen von Candida albicans auf Sabouraudagar, (G, H) Probeentnahme mit einer sterilen Papierspitze (ISO30) nach Endox®-Behandlung und Überführung zur mikrobiologischen Aufarbeitung in 1 ml physiologischer Natriumchloridlösung
21
Abbildung 6: Übersicht zum Ablauf der Studie
22
Abbildung 7: Zahnarten und Anzahl der Zähne (n = 56) innerhalb der Enterococcus-faecalis-Gruppe
23
Abbildung 8: Verteilung der Wurzelkanäle (n = 84) innerhalb der Enterococcus-faecalis-Gruppe
24
Abbildung 9: Zahnarten und Anzahl der Zähne (n = 56) innerhalb der Candida-albicans-Gruppe
25
Abbildung 10: Verteilung der Wurzelkanäle (n = 84) innerhalb der Candida-albicans-Gruppe-Gruppe
26
Abbildung 11: Vorgehen bei der Endox®-Endometrie-Behandlung: (A) Endox®-Endometrie-Gerät, (B) Autor der Arbeit an der Sicherheitswerkbank (Heraeus Lamin Air, HBB 2448, Hanau, Deutschland), (C) Bedienoberfläche des Endox®-Endometrie-Gerätes, (D) Nachweis des Hochfrequenzimpulses in der Agaroberfläche, (E) Impulsapplikation im Wurzelkanal, (F) Probenahme nach Endox®-Behandlung
27
Abbildung 12: Wurzelkanalspülung mit der Spülkanüle Max-i-Probe (30 gauge, Dentsply/Maillefer)
28
Abbildungs- und Tabellenverzeichnis ______________________________________________________________________ Seite
Abbildung 13: Vergleichende Betrachtung der Ergebnisse 29
Abbildung 14: Keimzahlen in den Impfsuspensionen (n = 7) von E. faecalis und Keimzahlen in den Wurzelkanälen (n = 84) nach Inokulation und Bebrütung (links) und rasterelektronenmikroskopisches Bild zur Kolonisierung der Wurzelkanäle (rechts)
30
Abbildung 15: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbe-handlung mit NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaCl-Spülung
31
Abbildung 16: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbe-handlung mit H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung
32
Abbildung 17: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbe-handlung mit NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung
33
Abbildung 18: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbe-handlung (n = 48) mit Endox® allein
33
Abbildung 19: Keimzahlen in den Impfsuspensionen (n = 7) von C. albicans und Keimzahlen in den Wurzelkanälen (n = 84) nach Inokulation und Bebrütung (links) und rasterelektronenmikroskopisches Bild zur Kolonisierung der Wurzelkanäle (rechts)
34
Abbildung 20: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbe-handlung mit NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaCl-Spülung
34
Abbildung 21: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbe-handlung mit H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung
35
Abbildung 22: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbe-handlung mit NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung
36
Abbildung 23: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbe-handlung (n = 48) mit Endox®
37
Abbildung 24: Entwicklung der Zahnheilkunde und kontemporäre Erkenntnisse zur mikrobiellen Ätiologiekomponente der Karies
38
Abbildung 25: Anzahl und Zahn bezogene endodontische Behandlungen in den Jahren 2005 bis 2007 in eigener Praxis
39
Abbildungs- und Tabellenverzeichnis ______________________________________________________________________
Tabellen im Text Seite Tabelle 1: Zahnart bezogene mittlere Wurzellängen (mm) der verwendeten Zähne
19
Tabelle 2: Ergebnisse jüngster In-vitro-Untersuchungen zur Keimreduktion von Enterococcus faecalis, Streptococcus sanguinis, Candida albicans, Staphylococcus aureus und Escherichia coli im Wurzelkanal durch Spülflüssigkeiten und unterstützende Methoden
40
Tabelle 3: Anzahl der endodontischen Behandlungen in den Jahren 2005 bis 2007 in der Gemeinschaftspraxis Traichel
72
Tabelle 4: Anzahl der endodontisch behandelten Zahnarten in den Jahren 2005 bis 2007 in der Gemeinschaftspraxis Traichel
72
Tabelle 5: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbe-handlung mit NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaCl-Spülung
73
Tabelle 6: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbe-handlung mit H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung
73
Tabelle 7: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbe-handlung mit NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung
74
Tabelle 8: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung mit NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaCl-Spülung
74
Tabelle 9: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung mit H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung
75
Tabelle 10: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung mit NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung
75
Tabelle 11: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbe-handlung (n = 48) mit Endox® allein
76
Tabelle 12: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung (n = 48) mit Endox® allein
76
Zusammenfassung ___________________________________________________________________________________________
1
1 Zusammenfassung Ziel der vorliegenden In-vitro-Studie war es, unter standardisierten Bedingungen der Effizienz
der Keimreduktion von Enterococcus faecalis und Candida albicans im Wurzelkanal
menschlicher Zähne nach Behandlung mit dem Endox®-Endometrie-System (Endox®) im
Vergleich zu einer NaCl-, H2O2- und NaOCl-Spülung bzw. deren Kombination mit Endox®
nachzugehen.
Insgesamt standen 112 Zähne (84 einwurzlige, 28 mehrwurzlige) mit insgesamt 168
Wurzelkanälen für die Untersuchungen zur Verfügung, die auf die Untersuchungsgruppen
und –untergruppen gleich verteilt wurden (Abb. 6 ). Jeweils 84 Wurzelkanäle wurden mit
E. faecalis (Gruppe 1) und 84 mit C. albicans (Gruppe 2) inokuliert. Von beiden Gruppen
wurden bei standardisiertem therapeutischen Vorgehen jeweils 12 Wurzelkanäle mit NaCl als
Negativkontrolle behandelt, je 12 mit 3%igem H2O2 und 0,5%igem NaOCl als
Positivkontrolle und 12 Wurzelkanäle mit Endox® und weiterhin je 12 mit Endox® und
nachfolgender Wurzelkanalspülung mit den genannten drei Spüllösungen.
Beide Keime konnten in ausreichender Menge in den Wurzelkanälen etabliert werden, um
nachfolgend eine Keimreduktion erfassen zu können; E. faecalis lag mit einer mittleren
Keimzahl von 6,2 x 105 und C. albicans mit einer mittleren Keimzahl von 3,4 x 104 in den
Wurzelkanälen vor.
Durch alle Behandlungsverfahren konnten in unterschiedlichem Ausmaß signifikante
Reduktionen von E. faecalis und C. albicans in den Wurzelkanälen erreicht werden.
Durch einfaches Spülen mit NaCl allein wurden die Keimzahlen von E. faecalis und
C. albicans um etwa eine Zehnerpotenz reduziert (Abb. 15 und 20, Anhang Tab. 5 und
Tab. 8), H2O2 allein führte zu einer Reduktion beider Keime um etwa zwei Zehnerpotenzen
(Abb. 16 und 21, Anhang Tab. 6 und Tab. 9) und NaOCl allein eradizierte sie nahezu (unter
10 CFU) aus den Wurzelkanälen (Abb. 17 und 22, Anhang Tab. 7 und Tab. 10). Die
Wurzelkanalbehandlung mit Endox® allein führte zu einer Reduktion beider Keime unter
einer Zehnerpotenz; der synergistische Keim reduzierende Effekt kam in keiner der gewählten
nachfolgenden Spülverfahren mit NaCl, H2O2 oder NaOCl zum Tragen. Jeweils
48 Wurzelkanäle nach Endox®-Behandlung allein konnten zusammenfassend analysiert
werden. Die Keimreduktion war geringfügig (E. faecalis: Basis log CFU 5.6959 ± 0.4191,
nach Behandlung log CFU 5.2732 ± 0.5693, C. albicans: Basis log CFU 4.5584 ± 0.3829,
nach Behandlung log CFU 4.0325 ± 0.5488) und bestätigte die Ergebnisse der einzelnen
Endox®-Behandlungen in den Versuchsgruppen (Abb. 18 und Abb. 23).
Zusammenfassung ___________________________________________________________________________________________
2
Zusammenfassend konnte in vitro mit den gewählten Spülverfahren eine aufsteigende
Rangfolge von Endox < NaCl < H202 (3%) = NaOCl (0,5%) für die Keimreduktion aufgezeigt
werden, signifikante Unterschiede zwischen E. faecalis und C. albicans bestanden nicht.
Einleitung _____________________________________________________________________________________
3
2 Einleitung 2.1 Der Begriff der Endodontie
Die Endodontie befasst sich mit der Morphologie und Funktion sowie der Ätiologie,
Pathologie, Prävention, Diagnose und Therapie von Erkrankungen des Endodonts.
Da die Zahnpulpa, das Parenchym des Zahninneren und das umgebende Dentin
entwicklungsgeschichtlich eine anatomisch-funktionelle Einheit bilden, wird der Begriff
Endodont für die gesamte Einheit des Pulpa-Dentin-Systems verwendet.
Das Endodont steht über das Foramen apicale sowie durch akzessorische Seitenkanäle
mit dem Zahnhalteapparat in Verbindung. Deshalb können Erkrankungen des
Endodonts bei deren Fortschreiten im Bereich des Periapex auf das Parodontium
übergreifen.
Aus diesem Grund befasst sich die Endodontie auch mit der Ätiologie und Behandlung
von Erkrankungen der angrenzenden periapikalen Regionen.
Das Ziel jedes endontischen Eingriffes ist es, den erkrankten Zahn auf Dauer zu
erhalten, sowie schädliche Folgeerkrankungen auf den Gesamtorganismus, die von
einem erkrankten Zahn ausgehen können, zu verhüten.
Die Behandlung des erkrankten Endodonts ist heute neben der Füllungstherapie und der
Behandlung des erkrankten Parodonts eine Routinemaßnahme in der zahnärztlichen
Praxis, die nach Weber (1990) als wichtigste Zahn erhaltende Maßnahme durchgeführt
wird. So wurde im Vorfeld der vorliegenden Untersuchung auch die Anzahl der
endodontischen Behandlungen in der eigenen Zahnarztpraxis erfasst; sie beliefen sich
im Jahr 2005 auf 228 Fälle, im Jahr 2006 auf 282 Fälle und im Jahr 2007 auf
291 Fälle (Abb. 1, Anhang Tab. 1). Es wurde bei dieser statistischen Betrachtung
unabhängig vom Geschlecht die Häufigkeit der endodontischen Behandlungen auf das
Lebensalter ausgewertet. Die häufigsten endodontischen Behandlungen wurden bei
Patienten im fünften Lebensdezennium durchgeführt. Die zahlenmäßig geringsten
endodontischen Eingriffe erfolgten an Patienten unter 20 Jahren und bei den über 80-
jährigen Patienten.
Eine Pulpitis wird in mehr als 90% der Fälle durch Karies und ihre Folgeerscheinungen
hervorgerufen; weiterhin können thermische, chemische und mechanische Reize
ursächlich sein (Baumann 1997). Durch zeitnahe Beseitigung solcher Reize kann eine
Pulpitis reversibel sein. Erfolgt die Beseitigung der Reize nicht rechtzeitig, so ist eine
irreversible Pulpitis die Folge und ein endodontischer Eingriff indiziert.
Einleitung _____________________________________________________________________________________
4
0
10
20
30
40
50
60
70
80
< 20 21 bis 30 31 bis 40 41 bis 50 51 bis 60 61 bis 70 71 bis 80 > 80
Alter der Patienten
Anz
ahl
2005 2006 2007
Abbildung 1: Anzahl der endodontischen Behandlungen in den Jahren 2005 bis 2007 in der Gemeinschaftspraxis Traichel
2.2 Apikale Parodontitis
Die apikale Parodontitis ist nach Glockmann (1986) gewöhnlich als Folge einer
Pulpaerkrankung anzusehen, die durch Mikroorganismen, deren Toxine und zelluläre
Abfallprodukte des Pulpengewebes verursacht werden, die über das Foramen apicale
das periapikale Gewebe erreichen.
Apikale Parodontopathien werden in eine akute und eine chronische Form unterteilt.
Bei einer akuten apikalen Parodontitis ist primär gesundes Gewebe durch Trauma oder
Infektion verändert oder eine bereits chronische apikale Parodontitis ist zu einer akuten
Form exazerbaziert.
Die chronische Form, auch „apikales Granulom“ genannt, wird meist durch einen
röntgenologischen oder klinischen Zufallsbefund diagnostiziert, da sie keine oder nur
geringe klinische Beschwerden auslöst. Gelegentlich wird die chronische Form
aufgrund eines vorhandenen Fistelganges diagnostiziert, der die Verbindung zwischen
periapikalen Granulationsgewebe und dem entzündlichen Infiltrat mit der Mundhöhle
herstellt; selten durchbricht ein Fistelgang nach extraoral durch.
Sonderformen der apikalen Parodontopathien sind echte radikuläre Zysten und die
sklerotisierenden periapikalen Ostitiden.
Einleitung _____________________________________________________________________________________
5
2.2.1 Mikrobiologie der apikalen Parodontitis
Miller erkannte bereits 1890 den Zusammenhang zwischen Mikroorganismen und
pulpalen bzw. periapikalen Veränderungen. Bis heute konnten bereits mehr als
400 Bakterienarten in der Mundhöhle nachgewiesen werden (Kobayashi et al. 1990,
Rolph et al. 2001, Munson et al. 2002, Siquera 2003, Baumgartner et al. 2004). Im
Wurzelkanal kommen davon bei primärer Besiedelung etwa 3 bis 12 Arten vor
(Kakehashi et al. 1965, Wittgow und Sabiston 1975, Sundqvist 1976, Byström und
Sundqvist 1981, Ando und Hoshino 1990, Le Goff et al. 1997, Sjögren et al. 1997). Bei
einer persistierenden Infektion ist nach abgeschlossener Wurzelkanalbehandlung die
Artenzahl nach Baumgartner (2004) geringer.
80 Prozent der Keime, die bei einer persistierenden Wurzelkanalinfektion eine
pathogene Bedeutung haben, sind Anaerobier. Grund dafür ist der vorherrschende
geringe Sauerstoffgehalt im Wurzelkanal (Byström und Sundqvist 1981, Byström und
Sundqvist 1983, Sundqvist 1989, Ando und Hoshino 1990, Le Goff et al. 1997).
Bei einer primären Wurzelkanalinfektion handelt es sich häufig um eine Mischinfektion
aus gramnegativen Bakterien der Gattungen Porphyromonas, Prevotella,
Fusobacterium, Campylobacter, Bacteroides, Veillonella, Treponema,
Capnocytophaga, Eikenella, Neisseria oder um Spirochäten und aus grampositiven
Keimen der Gattungen Lactobacillus, Propionibacterium, Bifidobacterium,
Streptococcus, Peptostreptococcus, Enterococcus, Actinomyces und weiterhin Hefen –
insbesondere die Gattung Candida (Sundqvist 1976, Haapasalo et al. 1986,
Baumgartner und Falker 1991, Sundqvist 1992, Gomes et al. 1996, Le Goff et al. 1997,
Conrads et al. 1997, Baumgartner et al. 1999, Gonçadves und Mouton 1999, Siqueira et
al. 2000, Xia et al. 2000, Jung et al. 2001, Peters et al. 2001, Rôças et al. 2001, Siqueira
et al. 2001, Baumgartner 2004).
Die Keimzahlhöhe im Wurzelkanal selbst variiert zwischen 103 und 106 Keimen
(Kantz und Henry 1974, Fabricius et al. 1982, Byström und Sundqvist 1983, Sundqvist
et al. 1989).
Sundqvist (1976) und Byström et al. (1987) konnten auch einen positiven
Zusammenhang zwischen der Größe der apikalen Knochendestruktion und der
Keimanzahl nachweisen.
Die Pathogenität der Wurzelkanalinfektion ist durch die ökologische Komplexität der
Mikroorganismen bedingt. So wirkt sich beispielsweise die Anwesenheit von
Einleitung _____________________________________________________________________________________
6
Porphyromonas gingivalis positiv auf das Wachstum von Fusobacterium nucleatum aus
(Gell et al. 1998, Rogers et al. 2004) und Porphyromonas endodontalis unterdrückt die
Teilungsrate verschiedener Bacteroides-Arten (Van Winkelhoff et al. 1987). Weiterhin
lassen sich zwar insbesondere gramnegative Bakterien aus dem Wurzelkanal in
Monokultur anzüchten, bedürfen aber nach einem Zeitraum von etwa 6 Monaten der
Mischkultur aus dem Wurzelkanal, um überleben zu können (Fabricius et al. 1982).
Die Persistenz einer apikalen Parodontitis – also der endodontische Misserfolg – beruht
auf dem Verbleib von Mikroorganismen im Wurzelkanalsystem nach Abschluss einer
adäquat durchgeführten endodontischen Behandlung (Dirheimer 2006, Sjögren 1996,
Nair et al. 1999). Es handelt sich zumeist um grampositive Mikroorganismen (Molander
et al. 1998, Sundqvist et al. 1998) wie Enterokokken, Streptokokken, Staphylokokken,
Propionibakterien, Aktinomyzeten, aber auch um Pseudomonaden oder Hefen
(Candida) (Sirèn et al. 1997, Waltimo et al. 1997, Molander et al. 1998, Sundqvist et al.
1998, Peciuliene et al. 2000, Sundqvist et al. 1998). Häufig ist die Artenvielfalt in
diesen Fällen sehr bzw. bis hin zur Monokultur reduziert (Sundqvist et al. 1998, Dahlén
et al. 2000, Peciuliene et al. 2000, Hancock et al. 2001, Sundqvist 2003).
2.2.1.1 Enterococcus faecalis
Enterokokken sind katalasenegative grampositive Kokken, die sich durch eine hohe
Salzresistenz auszeichnen und in einem breiten Temperaturspektrum überleben können.
In Studien von Sherman konnte bereits 1937 nachgewiesen werden, dass Enterokokken
sowohl bei 10˚C als auch bei 45˚C wachsen können, bei 60˚C noch für 30 Minuten
überleben und einen pH-Wert von 9,6 und eine 6,5%ige NaCl-Lösung tolerieren.
Enterokokken können sich darüber hinaus wechselnden Bedingungen gut anpassen und
somit starken Umwelteinflüssen standhalten.
Speziell Enterococcus faecalis zählt zur fakultativ pathogenen Dickdarmflora und wird
durch Schmierinfektion in andere Regionen verschleppt (Miksits und Hahn 1999).
Nach Sundqvist (1992) ist Enterococcus faecalis bei einer primären Infektion des
Wurzelkanals nur zu einem geringen Prozentsatz in der Gesamtkeimzahl vorhanden. Im
Schrifttum wird der Anteil von E. faecalis in der Gesamtkeimzahl bei einer
persistierenden apikalen Veränderung nach einer Wurzelkanalbehandlung mit 23% bis
70% angegeben (Engström 1964, Möller 1966, Glockmann 1986, Molander et al 1998,
Sundqvist et al. 1998, Peciuliene et al. 2000, Hancock et al. 2001).
Einleitung _____________________________________________________________________________________
7
In vitro konnte darüber hinaus gezeigt werden, dass Enterococcus faecalis die Fähigkeit
besitzt, in die Dentintubuli zu penetrieren (Akpata und Blechman 1982, Haapasalo und
Østravik 1987, Østravik und Haapasalo 1990, Peters et al. 2000, Love 2001). Die
Eindringtiefe wird mit durchschnittlich 400 bis 500 μm angegeben, erreicht aber auch
Werte von 800 bis 1000 μm (Haapasalo und Østravik 1987).
Kalziumhydroxid als desinfizierende medikamentöse Zwischeneinlage im Wurzelkanal
beeinflusst Enterococcus faecalis nicht (Byström et al. 1985, Haapasalo und Østravik
1987, Østravik und Haapasalo 1990, Distel et al. 2002). Ursache hierfür scheint eine
effektive Protonenpumpe zu sein, die den optimalen pH-Wert für das Zytoplasma
stabilisiert (Evans et al. 2002).
Weiterhin ist bekannt, dass Enterokokken im Vergleich zu anderen Keimen auf letale
Dosen von Galle, Hitze, Alkohol, Wasserstoffperoxid, Säuren, Basen und UV-Licht
weniger anfällig reagieren (Flahaut et al. 1996a, b, c). Enterococcus faecalis ist auch
gegenüber einer Reihe von Antibiotika resistent (Leclercq 1997, Hunt 1998); die
zunehmende Resistenz von Enterokokken gegenüber Vancomycin ist inzwischen
erwiesen.
Diese und weitere Eigenschaften (Resistenz gegenüber Spüllösungen und
Einlagemedikationen) erklären insbesondere die Widerstandsfähigkeit von
Enterococcus faecalis im Wurzelkanal.
2.2.1.2 Candida albicans
Candida albicans zählt zu den Sprosspilzen bzw. Hefen und hat unter letzteren die
größte humanpathogene Bedeutung. Hefen sind fakultativ pathogene Erreger, die als
Schleimhautparasiten auf den Schleimhäuten des oberen Respirationstraktes, des
Gastrointestinaltraktes und des Urogenitaltraktes vorkommen (Miksits und Hahn 1999).
Hefen, insbesondere C. albicans, sind gleich den Enterokokken gegenüber widrigen
Umwelteinflüssen gewöhnlich resistent. So konnte auch das Vorkommen von
C. albicans im Wurzelkanal bei persistierenden apikalen Veränderungen mehrfach
bestätigt werden (Molander et al. 1998, Sunqvist et al. 1998, Cheung und Ho 2001,
Hancock et al. 2001, Peciuliene et al. 2001, Pinheiro et al. 2003, Siqueira und Rôças
2004). C. albicans kann sogar als Monoinfektion bestehen (Waltimo et al. 1997,
Waltimo et al. 2003) und in das Dentin penetrieren (Sen et al. 1997, Waltimo et al.
2000); im Vergleich zu Enterococcus faecalis ist die Dentineindringtiefe allerdings
geringer (Waltimo et al. 2000).
Einleitung _____________________________________________________________________________________
8
Natriumhypochlorit (D'Arcangelo et al. 1999, Sen et al. 1999, Waltimo et al. 1999) und
EDTA (Sen et al. 1999) haben eine fungizide Wirkung auf Candida-Arten. Durch
Kalziumhydroxid konnte demgegenüber in vitro bislang keine Wirkung auf
Candida albicans nachgewiesen werden (Waltimo et al. 1999a, b). Grund dafür dürfte
der breite Toleranzbereich von C. albicans gegenüber pH-Wertverschiebungen sein
(Siquera und Lopes 1999).
2.3 Desinfektionsmöglichkeiten des Wurzelkanals
2.3.1 Spülflüssigkeiten
Das Ziel jeder Wurzelkanalbehandlung ist primär die Elimination der intrakanalären
pathogenen Keimflora, sowie die Entfernung des gesamten nekrotischen bzw. vitalen
Pulpengewebes.
In zahlreichen Studien wurde eindrucksvoll nachgewiesen, dass eine rein instrumentelle
Aufbereitung eines Wurzelkanals die Keimzahl zwar drastisch reduziert, aber nicht
eradiziert (Peters 2001, Haapasalo 2000, Hülsmann 2006). In nicht präparierten
Wurzelkanalarealen sowie in schwer zugänglichen Seitenkanälen, Isthmen oder im
apikalen Delta kann instrumentell keine Keimreduktion erfolgen; die mikrobielle
Infektion bleibt bestehen.
Wird aber Dentin instrumentell abgetragen, entsteht zwangsläufig eine Schmierschicht,
die im infizierten Wurzelkanal grundsätzlich mikrobiell besiedelt ist (Sen 1995,
Koçkapan 1995). Die Kombination einer chemo-mechanischen
Wurzelkanalaufbereitung ist somit die Wurzelkanalspülung mit geeigneten Substanzen
nach instrumenteller Wurzelkanalaufbereitung.
Wurzelkanalspüllösungen sollten eine hohe Gewebeverträglichkeit und geringe
Zytotoxität besitzen und die Eigenschaften der Zahnhartgewebe nicht verändern.
Darüber hinaus sollen sie eine antibakterielle Wirkung haben und damit zur
Desinfektion des Endodonts beitragen. Die Inaktivierung bakterieller
Lipopolysaccharide und die Auflösung des organischen und anorganischen
Kanalinhaltes sollen dabei auch zur generellen Auflösung des Biofilms führen. Aus
mechanischer Sicht müssen weiterhin Dentinspäne abtransportiert und die
Schmierschicht entfernt werden. Schließlich sollte auch eine postendodontische
Restauration nicht negativ beeinflusst werden.
Derzeit erfüllt aber keine Spüllösung alle diese Anforderungen. Daraus resultierend
wird empfohlen, Spüllösungen zu kombinieren oder nacheinander in geeigneter Menge
Einleitung _____________________________________________________________________________________
9
und Konzentration anzuwenden bzw. medikamentöse Einlagen einzubringen. Heute
bevorzugte Spüllösungen sind das Natriumhypochlorit, Chlorhexidin, Wasserstoff-
peroxid, Zitronensäure und als neueste Spüllösung das MTAD (Mixture of Tetracycline,
Acid and Detergens).
2.3.1.1 Natriumhypochlorit
Schon Semmelweis (1818 – 1865) hat in abgewandelter Form das Natriumhypochlorit
(NaOCl) zur Händedesinfektion verwendet, bevor es im ersten Weltkrieg häufig zur
Wunddesinfektion genutzt wurde (Dakin 1915).
1919 empfahl Coolige, das Natriumhypochlorit zur Behandlung des Wurzelkanals
einzusetzen. Inzwischen hat sich Natriumhypochlorit auf dem endodontischem Gebiet
weltweit bewährt (Siqueira 2001).
Natriumhypochlorit besitzt Gewebe auflösende Eigenschaften (Hand et al. 1978,
Hasseilgren et al. 1988, Andersen et al. 1992, Yang et al. 1995, Türkün und Cengiz
1997, Siqueira 2001, Beer et al. 2004), wobei die Kontaktzeit von entscheidender
Bedeutung ist. Neben der Kontaktzeit beeinflussen aber auch die Konzentration, das
Volumen und die Temperatur des NaOCl die Gewebsauflösung (Hand et al. 1978, Thé
1979). So werden 6,5 mg pulpalen Gewebes in einem Milliliter einer 2%igen NaOCl-
Lösung in zwei bis drei Stunden bei 37˚C aufgelöst (Andersen et al. 1992).
Die Wirkung von NaOCl erstreckt sich aus mikrobiologischer Sicht auf ein breites
Spektrum von Bakterien, Bakteriensporen, Pilzen, Protozoen und Viren (Bloomfield
und Miles 1979, Rutala und Weber 1997, Siqueira et al. 1998a). Die antibakterielle
Wirkung basiert auf der Zerstörung bzw. Inaktivierung der Lipopolysaccharide bzw.
Endotoxine, die für entzündliche Reaktionen verantwortlich sind (Bergenholtz 1975,
Buttler und Crawford 1982, Haight et al. 1999).
Sobald NaOCl mit organischem Gewebe in Kontakt kommt, wird HOCl gebildet, das
Sulphydrylgruppen innerhalb des Enzymsystems des Bakteriums oxidiert und es damit
zerstört (Siqueira et al. 1997).
Über die klinisch einzusetzende Konzentration von NaOCl sind die Meinungen
kontrovers. Nach Seichter und van der Schelling (1987) und Siqueira et al. (2000b) ist
diese Frage zweitrangig. Demgegenüber zeigen andere Studien und selbst Siqueira et al.
(1998b) auf, dass sich mit steigender Konzentration auch die antibakterielle Wirkung
verbessert (Ayhan et al. 1999). Ebenso diskordant sind die Meinungen zur fungiziden
Wirkung des NaOCl. Konzentrationsabhängige Unterschiede in der fungiziden Wirkung
Einleitung _____________________________________________________________________________________
10
beschrieben Sen et al. (1999) und Ayhan et al. (1999); D`Arcangelo et al. (1999) sowie
Ferguson et al. (2000) sprachen dem NaOCl eine fungizide Wirkung ab.
Anatomisch ist das Wurzelkanalvolumen in apikaler Richtung reduziert und schwerer
zugänglich, so dass wahrscheinlich dadurch auch die Desinfektionskraft des NaOCl im
apikalen Drittel kontinuierlich abnimmt (Buck et al. 1999, Barthel-Zimmer 2001). Nach
Haapasalo et al. (2000) wirkt sich das Dentin inaktivierend auf das NaOCl aus; die
Inaktivierung ist allerdings im Vergleich zu Kalziumhydroxid geringer.
NaOCl ist zwar ein hervorragendes antibakterielles Mittel, schadet aber bei Kontakt
dem periradikulären Gewebe (Ehrich et al. 1993, Türkün et al. 1998, Hülsmann und
Hahn 2000). Das Überpressen von NaOCl in das periradikuläre Gewebe hat zum Teil
schwerwiegende Folgen. Häufig kommt es zu extremen Schmerzzuständen mit
Emphysemen und daraus resultierenden Nekrosen von Weichteil- und
Hartgewebsarealen (Hülsmann 2003).
Im Ergebnis ihrer In-vitro-Untersuchungen konnten Grigoratos et al. (2001) und Sim et
al. (2001) durch NaOCl eine Schwächung der Biegefestigkeit des Dentin auslösen, die
nach den Autoren möglicherweise zur Fraktur des Zahnes führen könnte. Ob dies von
klinischer Relevanz ist, bleibt offen.
2.3.1.2 Chlorhexidin
Auf Grund seiner guten antimikrobiellen Eigenschaften und geringen Toxizität wird
Chlorhexidin (CHX) als Alternative zu NaOCl empfohlen (Ohara et al. 1993). Es findet
schon seit 30 Jahren als Mundspülwasser in der Parodontologie Anwendung (Löe und
Schiǿtt 1970).
Das Kation CHX bindet an anionische Bestandteile der Bakterienmembran
(Phosphatgruppen der Teichonsäure grampositiver Bakterien und Lipopolysaccharide
gramnegativer Bakterien) und stört so das osmotische Gleichgewicht und durch
Inaktivierung bakterieller Enzyme den Zellmetabolismus (Ohara et al. 1993). In
Konzentrationen von ca. 0,19 ppm wirkt CHX bakteriostatisch und ab ca. 100 ppm
bakterizid (Hennessy 1973). Reste organischer Bestandteile sollen sich allerdings
inhibierend auf die antimikrobielle Wirkung des CHX auswirken (Haapasalo et al.
2000, Portenier et al. 2002).
Nach White et al. (1997) und Komorowski et al. (2000) ist eine Reservoirwirkung von
CHX im Dentin nach einer Woche noch nachweisbar. Dies kann aufgrund seines
Einleitung _____________________________________________________________________________________
11
kationischen Charakters und der Fähigkeit, sich an negativ geladene Flächen des
Hydroxylapatit des Dentins anzulagern, bedingt sein.
Chlorhexidin zeigt im Gegensatz zum Natriumhypochlorit keine Gewebe auflösende
Eigenschaften (Jeansonne und White 1994, Okino et al. 2004) und neutralisiert auch
keine Endotoxine (Lipopolysacchararide) gramnegativer Bakterien (Buck et al. 2001).
2.3.1.3 Wasserstoffperoxid
Wasserstoffperoxid (H2O2) wird bis heute in der Zahnheilkunde verwendet und wurde
häufig auch als Spülmittel für den Wurzelkanal empfohlen (Lange 1961, Glockmann
1986). Es entwickelt eine starke Schaumbildung bei Kontakt mit vitalem Gewebe, Blut
oder Eiter, die auf den Kontakt von H2O2 mit den Enzymen Katalase und Gluthation-
Peroxidase zurückzuführen ist, die das Spülmittel in molekularen Sauerstoff
umwandeln. Die Schaumentwicklung führt zur Ausspülung von Geweberesten und
Dentinspänen (Heidemann 2001); der freie naszierende Sauerstoff wirkt bakterizid auf
anaerobe Keime. Autoren wie Barthel und Raab (2005) stellen die antimikrobielle
Wirkung im Wurzelkanal jedoch in Frage. Durch eine Kombination von H2O2 mit
NaOCl wird nach Barthel und Raab (2005) die Desinfektionswirkung auch nicht
verbessert, sondern vielmehr der Gewebe auflösende Effekt reduziert. Letzterer ist im
Vergleich von H2O2 und NaOCl deutlich geringer. Selbiges gilt nach Heidemann (2001)
auch für die Zytotoxizität. Glockmann (1986) hebt einen günstigen therapeutischen
Index von H2O2, d. h. die Relation von minimaler Hemmkonzentration von
Mikroorganismen einerseits und Toxizität in ovo andererseits, hervor.
2.3.1.4 Zitronensäure
Wie bereits beschrieben, entsteht bei der maschinellen Abtragung des Dentins eine
Schmierschicht. Da NaOCl-, H2O2- sowie CHX-Spüllösungen nur eine geringe bzw.
keine Entfernung der Schmierschicht bedingen, wird heute ein zusätzlicher Spülvorgang
mit Zitronensäure oder Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) empfohlen. Dabei sollte
Zitronensäure in einer Konzentration von 40% bis 50% zur Anwendung kommen. Die
Zitronensäure sollte nicht länger als eine Minute im Wurzelkanal verbleiben, da sonst
die Gefahr von Dentinerosionen erheblich vergrößert wird (Sousa und Silva 2005).
Einleitung _____________________________________________________________________________________
12
2.3.1.5 Chelatoren - EDTA
Nygaard-Ostby führte 1957 EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure) in die Zahnmedizin
ein. Es löst die mineralisierten Anteile der Schmierschicht auf und öffnet bzw. erweitert
die Dentintubulieingänge (Muselmani 2007). Durch die Öffnung der Dentintubuli kann
bei nachfolgender Spülung mit Natriumhypochlorit das NaOCl tiefer in das Dentin
eindringen und somit seine Desinfektionswirkung auch in tieferen Dentinstrukturen
entfalten (Sousa und Silva 2005).
Wird EDTA in pasten- bzw. gelförmiger Konsistenz verwendet, wird die
Schmierschicht ebenfalls entfernt. EDTA wirkt dann als hervorragendes Gleitmittel für
das Instrumentarium der mechanischen Wurzelkanalaufbereitung (Heckendorff und
Hülsmann 2002).
2.3.1.6 MTAD
MTAD (M = Mixture) enthält als Breitbandantibiotikum Tetrazyklin (T = Doxicyclin
3 %), Zitronensäure (A = acid, 4,25 %) und Tween 80 (D = Detergens, 0,5 %). Mit
MTAD (Mixture of Tetracycline, Acid and Detergens) sollen positive Effekte der
bereits erwähnten Spüllösungen in einem Präparat kombiniert werden.
Durch die Zugabe von 4,25 %iger Zitronensäure weist MTAD einen relativ niedrigen
pH-Wert von 2,15 auf, wodurch die aufbereitungsbedingte Schmierschicht entfernt
werden soll. Tetrazyklin wurde als Breitbandantibiotikum aufgrund seiner hohen
Substantivität ausgewählt. Schließlich soll die Penetration der Lösung in die
Dentinkanälchen durch das zugefügte Detergens infolge einer reduzierten
Oberflächenspannung gewährleistet werden.
Hinsichtlich der Auflösung von Pulpengewebe und der Entfernung der Schmierschicht
wird MTAD unter der Voraussetzung, dass während der Wurzelkanalaufbereitung mit
NaOCl gespült wird, als effizient angesehen (Beltz und Torabinejad 2006). Des
weiteren sollen die physikalischen Eigenschaften des Dentins durch MTAD nicht
negativ beeinflusst werden (Machnik 2003) und nach Zhang (2003) liegt auch nur eine
geringe Zytotoxizität vor.
Hinsichtlich der antimikrobiellen Wirkung von MTAD liegen kontroverse
Studienergebnisse vor. Während Studien von Torabinejad (2003) hervorragende
antimikrobielle Eigenschaften von MTAD unterstreichen, berichten Kho (2006), Clegg
(2006), Dunavant (2006) und Ruff (2006) von einer deutlich schwächeren
Einleitung _____________________________________________________________________________________
13
antimikrobieller Wirkung von MTAD im Vergleich zu Natriumhypochlorit sowie
Chlorhexidin gegenüber Enterococcus faecalis und Candida albicans.
MTAD ist auf dem amerikanischen Markt erhältlich und steht in Europa vor der
Markteinführung.
2.3.2 Medikamentöse Einlagen
Da durch mechanische Aufbereitung – auch in Kombination mit einer
Desinfektionslösung – nur schwer eine völlige Keimfreiheit im Wurzelkanal zu
erreichen ist (Siqueira et al. 1999), wird eine medikamentöse Zwischeneinlage im
Wurzelkanal empfohlen, um durch längere Kontaktzeit etwaig verbliebene Keime zu
eliminieren (Dirheimer 2006). Als medikamentöse Einlagen werden neben Chlorhexidin
auch Kalziumhydroxid, Kortikosteroide oder Chlorphenol-Kampfer-Menthol haltige
Präparate empfohlen.
2.3.2.1 Kalziumhydroxid
Kalziumhydroxid wurde 1920 durch Hermann in die Endodontie eingeführt.
Kalziumhydroxid ist mit einem pH-Wert von 12,5 eine starke Base, die in wässriger
Lösung Hydroxylionen abgibt und stark antimikrobiell wirkt. Bei direktem
Bakterienkontakt und entsprechender Konzentration werden die Bakterienmembranen
zerstört und die bakterielle DNA als Folge der Denaturierung von Proteinen und
Enzymen geschädigt (Siqueira und Lopes 2002).
Der Gewebe auflösende Effekt (Hasselgren et al. 1988, Türkün und Cengiz 1997) und
die Fähigkeit, die Hartgewebsbildung anzuregen und resorptive Prozesse zu hemmen,
sind weitere positive Eigenschaften des Kalziumhydroxides bei seiner Verwendung als
medikamentöse Einlage in der Endodontie (Rödig und Hülsmann 2005a).
Einige Mikroorganismen, wie Enterokokken und Hefen (C. albicans), weisen einen sehr
große Toleranz gegenüber einem Anstieg des pH-Wertes auf, so dass Kalziumhydroxid
hier weniger wirksam ist (Rödig und Hülsmann 2005). Haapsalo et al. (2000) konnten
nachweisen, dass Dentin neutralisierend auf Kalziumhydroxid wirkt.
Für die optimale Wirkung von Kalziumhydroxid als temporäre Wurzelkanaleinlage
wird in der Literatur eine Liegedauer von 7 bis 10 Tagen angegeben; andere
Empfehlungen liegen zwischen 1 bis 4 Wochen (Siqueira und Lopes 2002).
Einleitung _____________________________________________________________________________________
14
2.3.2.2 Chlorhexidin
Für die Anwendung im Wurzelkanal wird 2%iges CHX-Gel empfohlen (Glockmann
1986, Ferraz et al. 2001, Gomes et al. 2001, Basrani et al. 2002). Die empfohlene
Einwirkzeit liegt bei maximal zwei Wochen (Gomes et al. 2003). Mit der verlängerten
Wirkperiode steigt auch die antibakterielle Effektivität, ohne dass mit verstärkten
toxischen Nebenwirkungen gerechnet werden muss (Greenstein et al. 1986). Eine
zweiwöchige Einwirkungszeit sollte jedoch nicht überschritten werden, da die
antimikrobielle Wirkung des Medikamentes über diese Zeit hinaus nachlässt (Gomes et
al. 2003).
2.3.2.3 Chlor-Kampfer-Menthol haltige Präparate
Das Chlor-Kampfer-Menthol (ChKM) wurde von Walkhoff entwickelt und schon 1905
in die Zahnmedizin eingeführt (Walkhoff 1928). Seit den 70er Jahren des letzten
Jahrhunderts kamen ChKM-Präparate auch in der Endodontie zum Einsatz (Dirheimer
2006). Am gebräuchlichsten sind Chlor-Phenol-Kampfer-Gemische (Dirheimer 2006).
Chlorphenol wirkt ätzend, Eiweiß fällend und bei vitalem Gewebe auch anästhesierend
(Rödig und Hülsmann 2005a). Die antibakterielle Wirkung des Phenol-Anteiles im
Präparat zerstört die lipidhaltigen Bakterienmembranen und denaturiert in höheren
Konzentrationen sogar die Zellproteine (Rödig und Hülsmann 2005a).
Dem Kampfer-Anteil wird eine zytotoxische Eigenschaft nachgesagt (Soekanto et al.
1996). Menthol wird dem Präparat auf Grund seiner lokal anästhesierenden Wirkung
beigemischt und wegen seiner Anregung zur Gefäßkontraktion und zur damit
verbundenen Entzündungshemmenung (Rödig und Hülsmann 2005a).
Jose et al. (2002) zeigten, dass eine Kombination von Kalziumhydroxid und ChKM als
medikamentöse Einlage bei Zähnen mit nekrotischer Pulpa zu akzeptablen klinischen
Erfolgen führte. Die Autoren erklären dies mit der potentiellen Desinfektionswirkung
und Penetration bis hinein in die Dentintubuli, die durch die ausgezeichnete
Kriechfähigkeit des Parachlorophenols in kürzester Zeit erreicht wird.
Heute wird die Anwendung von Chlor-Kampfer-Menthol haltigen Präparaten in der
Endodontie nicht mehr empfohlen (Tronstad 1991, Spångberg 1994), da die
antibakterielle Eigenschaft des Präparates nicht im Verhältnis zu seiner Zytotoxizität
steht (Rödig und Hülsmann 2005a).
Einleitung _____________________________________________________________________________________
15
2.3.2.4 Kortikosteroide
Aus der Gruppe der Kortikosteroide enthaltenen Medikamente für Einlagen im
Wurzelkanal ist Ledermix das bekannteste Präparat, das seit 1962 auf dem Markt ist
(Schröder 1965) und vorrangig zur Schmerzausschaltung bei einer Pulpitis
herangezogen wird (Rödig und Hülsmann 2005a). Ledermix besteht aus einem
Kortikosteroidanteil mit entzündungshemmender und schmerzlindernder Wirkung und
Zusatz von Demethylchlortetracyclin, einem Breitbandantibiotikum (Dirheimer 2006).
Die antibakterielle Wirkung des Antibiotikums ist gegen grampositive Bakterien
gerichtet; die antibakterielle Wirkung hält nach Untersuchungen von Dirheimer (2006)
jedoch nicht lange an. Für die im Wurzelkanal vorkommenden gramnegativen Bakterien
ist das Demethylchlortetracyclin weniger geeignet (Abbott et al. 1988, Rödig und
Hülsmann 2005b).
Ob die durch Kortikosteroide hervorgerufene Immunsupression sich fördernd oder eher
hemmend auf die Ausheilung der periapikalen Läsion auswirkt, kann nach Rödig und
Hülsmann (2005a) noch nicht abschließend beantwortet werden.
Die Industrie sucht heute innovativ mit neu entwickelten Instrumenten das bewährte
Vorgehen der chemo-mechanischen Wurzelkanalbehandlung zu unterstützen. Dazu
zählt beispielsweise eine Wurzelkanalaufbereitung mit Schall oder Ultraschall
aktivierten Geräten, die hydrodynamische Wurzelkanalaufbereitung, die Anwendung
von Laser, die photodynamische Desinfektion, die Ozonbehandlung oder die
Anwendung von elektrischem Strom.
Der Einsatz von elektrischem Strom ist mit dem Endox®-Endometrie-System
(Fa. Lysis, Nova Milanese, Italien) verbunden, das dem Zahnarzt zur
Wurzelkanalbehandlung empfohlen wird. Sowohl klinische als auch In-vitro-Studien
zum Einsatz des elektrischen Stroms erlauben noch keine Effizienzbewertung des
Endox®-Endometrie-Systems. Die geplante Studie widmet sich daher der Bewertung
der elektrischen Wurzelkanalbehandlung mit dem Endox®-Endometrie-System in einer
In-vitro-Studie.
Zielsetzung 15 _____________________________________________________________________________
16
3 Zielstellung In der vorliegenden In-vitro-Studie sollte der Frage nachgegangen werden, ob sich
durch eine Behandlung mit dem Endox®-Endometrie-System die Problemkeime
Enterococcus faecalis und Candida albicans aus dem Wurzelkanal eradizieren lassen.
Es sollten Wurzelkanäle sowohl einwurzliger als auch mehrwurzliger Zähne auf zwei
Gruppen gleich verteilt werden. Die Wurzelkanäle der einen Gruppe waren zur
Infektion mit Enterococcus faecalis vorgesehen und die anderen zur Infektion mit
Candida albicans. Dabei sollte eine Größenordnung der Keime an den
Wurzelkanalwänden erreicht werden, die den Nachweis einer Keimreduktion nach der
Behandlung erlaubt.
Die keimbesiedelten Wurzelkanäle sollten mit NaCl (0,9-%ig), H2O2 (3%-ig) und
NaOCl (0,5%-ig) als Negativ- bzw. Positivkontrolle behandelt werden. Bei den mit
NaCl, H2O2 und NaOCl gespülten Wurzelkanälen sollte zusätzlich eine Endox®-
Behandlung erfolgen.
Die Konzentrationen der H2O2- und NaOCl-Spüllösungen wurden bewusst niedrig
gewählt, um eine Eradizierung beider Keime bis unter die kulturelle Nachweisgrenze zu
vermeiden, damit ein synergistischer Effekt der Endox®-Behandlung nachweisbar sein
würde.
Als Arbeitshypothese wurde angenommen, dass eine Endox®-Behandlung zunächst
antibakteriell und antimykotisch wirkt sowie etablierte Wurzelkanal-Spülverfahren
ersetzen oder synergistisch unterstützen kann.
Die jeweilige Endox®-Behandlung sollte nach den Vorgaben des Herstellers
vorgenommen werden.
Material und Methoden _____________________________________________________________________________________
17
4 Material und Methoden 4.1 Vorbereitung der Zähne
Für die In-vitro-Untersuchungen sollten extrahierte menschliche obere und untere
einwurzlige und mehrwurzlige Zähne mit weitgehend intakten klinischen Kronen und
abgeschlossenem Wurzelwachstum eingesetzt werden. Die Extraktionsgründe waren für
die geplanten Untersuchungen bedeutungslos.
134 Zähne wurden gesäubert, von anhaftendem Weich- und Hartgewebe instrumentell
befreit und in sterilem Aqua dest. im Kühlschrank bei +4°C gelagert.
Nachfolgend wurden die Zähne trepaniert und eine endodontische Zugangskavität
präpariert; die Kronenpulpa wurde entfernt und die Wurzelkanaleingänge dargestellt.
Die Gängigkeit der Wurzelkanäle bis zum intakten Apex wurde mit dem
Wurzelkanalinstrument K-Feile CC+ der ISO-Größe 015 (VDW® GmbH, D-München)
geprüft.
Alle Wurzelkanäle, die nicht gängig waren oder deren Wurzelkanallumina im apikalen
Abschnitt nicht der ISO-Größe 015 entsprachen, wurden ausgeschlossen.
Vor der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung wurden die Wurzeln mit einem
Permanent-Marker nummeriert und Röntgenaufnahmen (Röntgengerät: Siemens
Heliodent MD, Siemens AG, D-Bensheim, Betriebsspannung 70 kV) mit dem initialen
Wurzelkanalinstrument der ISO-Größe 015 im bukko-lingualen und/oder im disto-
mesialen bzw. mesio-distalen Strahlengang angefertigt (Abb. 2).
Die Festlegung der Arbeitslänge (AL) erfolgte mittels K-Feilen CC+ (ISO-Größe 15)
mit Silikonstopper und visueller Kontrolle. Die Spitze des Instrumentes wurde bis zur
Sichtbarkeit am apikalen Foramen vorgeschoben; von der gemessenen
Wurzelkanallänge wurde 1 mm abgezogen und als Arbeitslänge festgelegt.
Material und Methoden _____________________________________________________________________________________
18
Abbildung 2: Wurzelkanäle und ausgewählter Wurzelkanal mit K-Feile im Röntgenbild
Die anschließende Wurzelkanalaufbereitung (WKA) erfolgte mit K3-Instrumenten
(SynbronEndo, Firma Kerr) aus einer Nickel-Titan-Legierung in den ISO-Größen 15 bis
30. Die Feilen wiesen drei asymmetrisch angeordnete Schneidekanten sowie eine nicht
schneidende Spitze auf (Abb. 3). Der Schneidekantenwinkel betrug im Spitzenbereich
etwa 23° und im Endbereich des Arbeitsteils 32°. Tiefenmarkierungen am Arbeitsteil
und ein bereits vom Hersteller angebrachter Silikonstopper waren eine zusätzliche
Orientierungshilfe. Die WKA wurde mit der „Crown-Down-Methode“ (CDW)
durchgeführt.
A B
Abbildung 3: K3 NiTi-File (Taper 04 ISO 015) Packung (A) und K3 NiTi-File (Taper 04 ISO 30) Einzelfeile (B)
Arbeitsschritte:
1. Der koronale Anteil wird mit den Zugangserweiterern (Taper 10/ISO 025 und
Taper 08/ISO 025) unter leichten Ein- und Auswärtsbewegungen erweitert.
Material und Methoden _____________________________________________________________________________________
19
2. Mit der Feile Taper 04/020 wird die apikalwärts angestrebte Aufbereitung bis
ca. 2/3 des Wurzelkanals fortgesetzt.
3. Es erfolgt der Übergang zu Instrumenten der Konizität Taper 06 ISO 030, das
apikale Drittel des Wurzelkanals wird bis zur festgelegten AL instrumentiert.
Letztlich wurden für die In-vitro-Untersuchungen 134 Zähne vorbereitet, deren Zahnart
bezogene mittlere Wurzelkanallängen in Tabelle 1 dargestellt sind. Von diesen Zähnen
wurden 112 in die Untersuchungen einbezogen.
Tabelle 1: Zahnart bezogene mittlere Wurzellängen (mm) der verwendeten Zähne ______________________________________________________________________ Zahnart Anzahl Wurzellänge der Zähne/ Minimum Maximum Mittelwert ± SD (mm) Wurzeln ______________________________________________________________________ Oberkiefer
Mittlere Inzisivi 14/14 15,0 26,0 22,5 3,0
Seitliche Incisivi 6/ 6 22,0 24,5 23,0 1,0
Canii 11/11 18,0 30,0 25,5 4,0
Erste Prämolaren 0
Zweite Prämolaren 10/10 15,5 22,5 20,5 2,0
Erster Molar 5/15 20,0 21,0 21,0 0,5
Zweiter Molar 11/33 17,0 20,5 19,0 1,0
Dritter Molar 1/3 21,0 21,0 21,0 0,0
Unterkiefer
Mittlere Inzisivi 14/14 17,5 23,0 21,0 1,5
Seitliche Incisivi 11/11 14,0 26,0 21,0 4,0
Canii 17/17 19,0 26,5 24,0 2,5
Erste Prämolaren 6/ 6 19,0 23,5 21,0 2,0
Zweite Prämolaren 12/12 19,0 24,0 21,0 2,0
Erster Molar 4/12 19,0 21,0 20,0 1,0
Zweiter Molar 10/30 17,0 23,0 20,0 2,0
Dritter Molar 2/ 6 18,0 26,0 22,0 5,5 ______________________________________________________________________
Material und Methoden _____________________________________________________________________________________
20
4.2 Mikrobiologisches Vorgehen
Die Zähne wurden in Silikon (Flexitime, Fa. Heraeus/Kulzer) fixiert, sterilisiert
(121 °C, 15 min, Varioklav 500, H+P Labortechnik, München) und in einer feuchten
Kammer 5 Tage gelagert.
Nachfolgend wurden die Wurzelkanäle mit 0,03 ml einer 24-Stundenkultur
(Balmellibouillon, anaerob, 35 ± 2 °C, Brutschrank VT 5042EK/N2, Heraeus) von
Enterococcus faecalis (Gruppe 1) bzw. Candida. albicans (Gruppe 2) beimpft und in
einer feuchten Kammer bei 35 ± 2 °C 24 Stunden zur Etablierung der Keime anaerob
bebrütet (Abb. 4).
Abbildung 4: Inokulation (rechts) der Wurzelkanäle mit Enterococcus faecalis bzw. Candida albicans und Bebrütung (links) unter anaeroben Bedingungen (Brutschrank VT 5042EK/N2, Heraeus)
Für die nachfolgenden experimentellen Untersuchungen wurden die Wurzeln der Zähne
bis zur Schmelz-Zementgrenze in einer Petrischale in 1%igem Agar (Standard-I-
Nährbouillon, Merck KGaA) mit 1% Agar (Agar Technical, Difco) aufgestellt und die
etablierte Keimzahl (CFU = colony forming unit = koloniebildende Einheit) überprüft.
Die Keimzahlbestimmung wurde zum jeweiligen Versuchsabschluss wiederholt.
Zur Keimzahlbestimmung der Impfsuspensionen und Keimzahlbestimmung vor und
nach Versuchsabschluss wurden 0,5 ml Stammsuspension bzw. eine Papierspitze
(Dentsply DeTrey GmbH, Konstanz; ISO 30) nach subjektiver Probenahme aus dem
Wurzelkanal entnommen (Abb. 5).
Material und Methoden _____________________________________________________________________________________
21
A B
C D
E F
G H
Abbildung 5: Methodisches Vorgehen: (A) Probenahme aus dem Wurzelkanal mittels Papierspitze zur Keimzahlbestimmung vor der Behandlung, (B) Einbringen der Papierspitze in 1 ml physiologische NaCl-Lösung zur mikrobiologischen Aufarbeitung, (C) Arbeitsplatz zur Keimzahlbestimmung von Candida albicans in einer Wurzelkanalprobe, (D) Ausspateln zur Keimzahlbestimmung auf Sabouraudagar von Candida albicans, (E) Kolonien der Verdünnungsstufen Enterococcus faecalis auf Mitis-salivarius-Agar (F) Kolonien der Verdünnungsstufen von Candida albicans auf Sabouraudagar, (G, H) Probeentnahme mit einer sterilen Papierspitze (ISO 30) nach Endox®-Behandlung und Überführung zur mikrobiologischen Aufarbeitung in 1 ml physiologischer Natriumchloridlösung
Material und Methoden _____________________________________________________________________________________
22
Die Proben wurden bis 10-8 in 10er Stufen verdünnt und je 0,1 ml aus den
Verdünnungsstufen auf drei Petrischalen mit Mitis-salivarius-Agar (Difco) (E. faecalis)
bzw. Sabouraudagar (Merck KGaA) (C. albicans) ausgespatelt (Abb. 5).
Nach anaerober Inkubation für 7 Tage bei 35 ± 2 °C wurden die jeweilige CFU von
geeigneten Verdünnungsstufen durch Auszählen der Kolonien (ca. 100 Kolonien pro
Petrischale) und Einbeziehung der Verdünnungsstufe berechnet.
4.3 Gruppenbildung und experimentelles Vorgehen
Candida albicans (Gruppe 2)
CFU-Bestimmung nach der jeweiligen Behandlung
CFU-Bestimmung vor der Behandlung
7 x 12 Wurzelkanäle (WK) (einwurzlige und mehrwurzlige Zähne gleichverteilt) = 84 WK Gruppe 1 und 2 jeweils
12 WK Endox® 12 WK Spülung NaCl
12 WK Spülung NaOCl 12 WK H2O2
12 Wk NaCl/ Endox®
12 WK NaOCl/ Endox®
12 WK H2O2/ Endox® (6 einwurzlige und 2 dreiwurzlige Zähne pro Gruppe)
Enterococcus faecalis (Gruppe 1)
Röntgenologische Kontrolle der Wurzelkanäle
Maschinelle Aufbereitung (K3) bis ISO-Größe 30/Tp. 04
Bildung von 7 Gruppen mit je 12 Wurzelkanälen
(Gleichverteilung von einwurzligen und mehrwurzligen Zähne auf alle 4 Gruppen)
Fixieren der Zähne in Silikon Autoklavieren
CFU-Bestimmung der Keimsuspensionen
Beimpfung der Wurzelkanäle und Inkubation
Abbildung 6: Übersicht zum Ablauf der Studie
Material und Methoden _____________________________________________________________________________________
23
Das klinische Vorgehen wurde mit 36 Wurzelkanälen (Gruppe 1 und 2) mit jeweils
12 Wurzelkanälen in den Gruppen Endox®/NaCl, Endox®/NaOCl und Endox®/H2O2
simuliert, um den synergistischen Effekt der Endox®-Behandlung bzw. den der
Spüllösung aufzuzeigen. Insgesamt wurden 112 Zähne bzw. 168 Wurzelkanäle auf die
Untersuchungsgruppen gleich verteilt (Abb. 7 bis 10).
Es erfolgte zunächst in allen drei Gruppen (NaCl, H2O2, NaOCl) vor und nach der
Endox®-Behandlung eine CFU-Bestimmung (Kap. 4.2). Nachfolgend wurde die
jeweilige Wurzelkanalspülung vorgenommen und nach den Spülungen erfolgte
abschließend nochmals eine Keimzahlbestimmung.
0
5
4
3
0
3
2 2 2 2 2
0 0 0
1
00
1
2
3
4
5
6
18 17 16 15 14 13 12 11 21 22 23 24 25 26 27 28
0
1
0
4
2
3
1
4
2
1
4
2
4
0
3
00
1
2
3
4
5
6
48 47 46 45 44 43 42 41 31 32 33 34 35 36 37 38
Zahnart und Anzahl der Zähne
Abbildung 7: Zahnarten und Anzahl der Zähne (n = 56) innerhalb der Enterococcus-faecalis-Gruppe
Material und Methoden _____________________________________________________________________________________
24
0
15
12
3
0
32 2 2 2 2
0 0 0
3
00
2
4
6
8
10
12
14
16
18 17 16 15 14 13 12 11 21 22 23 24 25 26 27 28
0
3
0
4
23
1
4
21
4
23
0
9
00
2
4
6
8
10
12
14
16
48 47 46 45 44 43 42 41 31 32 33 34 35 36 37 38
Zahnart und Anzahl der Wurzelkanäle
Abbildung 8: Verteilung der Wurzelkanäle (n = 84) innerhalb der Enterococcus-faecalis-Gruppe
Material und Methoden _____________________________________________________________________________________
25
0
3
0
3
0
2
0
3 3
0
3
0
3
1 1
00
1
2
3
4
5
6
18 17 16 15 14 13 12 11 21 22 23 24 25 26 27 28
0 0
1
2
1
2
3 3
2 2
4
1
3
4 4
1
0
1
2
3
4
5
6
48 47 46 45 44 43 42 41 31 32 33 34 35 36 37 38
Zahnart und Anzahl der Zähne
Abbildung 9: Zahnarten und Anzahl der Zähne (n = 56) innerhalb der Candida-albicans-Gruppe
Material und Methoden _____________________________________________________________________________________
26
0
9
0
3
0
2
0
3 3
0
3
0
3 3 3
00
2
4
6
8
10
12
14
16
18 17 16 15 14 13 12 11 21 22 23 24 25 26 27 28
0 0
32
12
3 32 2
4
1
3
12 12
3
0
2
4
6
8
10
12
14
16
48 47 46 45 44 43 42 41 31 32 33 34 35 36 37 38
Zahnart und Anzahl der Wurzelkanäle
Abbildung 10: Verteilung der Wurzelkanäle (n = 84) innerhalb der Candida-albicans-Gruppe
Material und Methoden _____________________________________________________________________________________
27
4.3.1 Endox®-Endometrie-Behandlung
Die inkubierten Wurzelkanäle wurden mit hochfrequentem Wechselstrom (HFWS)
behandelt (Abb. 11).
BA
C D
B
E F
Abbildung 11: Vorgehen bei der Endox®-Endometrie-Behandlung: (A) Endox®-Endometrie-Gerät, (B) Autor der Arbeit an der Sicherheitswerkbank (Heraeus Lamin Air, HBB 2448, Hanau, Deutschland), (C) Bedienoberfläche des Endox®-Endometrie-Gerätes, (D) Nachweis des Hochfrequenzimpulses in der Agaroberfläche, (E) Impulsapplikation im Wurzelkanal, (F) Probenahme nach Endox®-Behandlung
Dabei wurden im Wurzelkanal von koronal nach apikal die ersten drei Impulse im
ersten Drittel des Wurzelkanals und die nächsten drei im zweiten Drittel abgegeben.
Erreichte die Endox®-Elektrode den Apex, wurden weitere vier Impulse appliziert.
Vor jeder Behandlung – wie in Abbildung 11 dargestellt – wurde zum Nachweis des
Stromflusses die Handelektrode im Agar fixiert, mittels der Arbeitselektrode (schwarze
Elektrode ISO 20) der Stromkreis geschlossen und damit ein Apex-Over-Alarm
Material und Methoden _____________________________________________________________________________________
28
ausgelöst. Akustisch und im Display als „Error“ angezeigt, wurde damit die
Funktionstüchtigkeit des Endox®-Systems bestätigt.
4.3.2 Wurzelkanalspülung
Als Positivkontrolle wurden 0,5%iges NaOCl und 3%iges H2O2 als
Wurzelkanalspüllösung eingesetzt und als Negativkontrolle physiologische
Kochsalzlösung.
Zur konventionellen Wurzelkanalspülung wurde die Spülkanüle (Max-i-Probe,
30 gauge, Dentsply/Maillefer) bis zum Apex in den Wurzelkanal eingebracht,
1 mm zurückgezogen und die Spüllösung appliziert (Abb. 12).
Abbildung 12: Wurzelkanalspülung mit der Spülkanüle Max-i-Probe (30 gauge, Dentsply/Maillefer)
Die Spülmenge betrug 5 ml, abgegeben über einen Zeitraum von ca. einer Minute. Zur
Entfernung großer Flüssigkeitsmengen aus der Kavität erfolgte ein kurzes Absaugen.
Vor der Probeentnahme wurde eine Papierspitze in den Kanal eingebracht und
verworfen, um auch hier die Überstände zu entfernen.
4.4 Statistische Bewertung der Befunde
Bei gleichen Keimzahlen im Wurzelkanal vor den Behandlungen ist bei der Homogenität
der Verteilung der Wurzelkanäle auf die Gruppen der Vergleich innerhalb der jeweiligen
Behandlung zur alleinigen Endox®-Behandlung möglich bzw. zu ihrem adjunktiven
Effekt bzw. dem der Spüllösungen. Zur Effizienzbewertung der Keimreduktionen in den
Wurzelkanälen wurde der Paardifferenzentest (Hartung 1995) für abhängige Stichproben
herangezogen (Softwarepaket SPSS, Version 13.0); das Signifikanzniveau wurde mit
Material und Methoden _____________________________________________________________________________________
29
α = 0,05 festgelegt.
Zur Beurteilung des Endox®-Effektes allein stehen in beiden mikrobiologischen
Gruppen jeweils 48 Untersuchungsbefunde zur Verfügung (Abb. 13).
Vor Endox® Endox®* Nach (n = 12) (n = 36)
Vor NaCl Endox®/ Nach (n = 12) NaCl (n = 12)
Vor H2O2 Endox®/ Nach (n = 12) H2O2 (n = 12)
Vor NaOCl Endox®/ Nach (n = 12) NaOCl (n = 12)
Abbildung 13: Vergleichende Betrachtung der Ergebnisse * - Keimzahlen nach Endox® -
Behandlung aber vor Wurzelkanalspülung
Ergebnisse ______________________________________________________________________
30
5 Ergebnisse 5.1 Zur Keimreduktion von Enterococcus faecalis
Die Keimzahlen in den Impfsuspensionen (n = 7) von E. faecalis lagen in einer Höhe
von log CFU 8.07334 ± 0.4955 pro ml (bzw. 1,2 x 108 Keime) vor. Nach Bebrütung war
eine Keimzahl von log CFU 5.7921 ± 0.1579 pro ml (bzw. 6,2 x 105 Keime) in den
84 Wurzelkanälen etabliert (Abb. 14).
Inokulum Vor
n = 7 n = 84
p 0,000 s
109
108
107
106
105
104
103
102
10
0
Kei
mza
hl
Abbildung 14: Keimzahlen in den Impfsuspensionen (n = 7) von E. faecalis und Keimzahlen in den Wurzelkanälen (n = 84) nach Inokulation und Bebrütung (links) und rasterelektronenmikroskopisches Bild zur Kolonisierung der Wurzelkanäle (rechts)
Wurzelkanalbehandlung nach NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-
Behandlung mit nachfolgender NaCl-Spülung: Durch alle drei Behandlungsverfahren
wurden die Keimzahlen zunächst signifikant reduziert (Abb. 15, Anhang Tab. 3).
Bei Ausgangskeimzahlen von 3 bis 6 x 105 in den Wurzelkanälen der drei
Untersuchungsgruppen führten die NaCl- und die Endox®-Behandlung mit
nachfolgender NaCl-Spülung zur stärksten Keimreduktion; zwischen beiden Gruppen
selbst bestand nach der Behandlung kein signifikanter Unterschied. Nach der Endox®-
Behandlung allein war die geringste Keimreduktion zu verzeichnen; die Keimzahlen in
den Wurzelkanälen lagen signifikant über denen nach NaCl- und Endox®-Behandlung
mit nachfolgender NaCl-Spülung. Die Reduktionen der Keimzahlen lagen insgesamt
zwischen ein bis zwei Zehnerpotenzen.
Ergebnisse ______________________________________________________________________
31
Abbildung 15: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbehandlung mit NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaCl-Spülung
NaCl Endox Endox/NaCl
VorNach EndoxNach NaCl
n = 12 n = 12 n = 12
p 0,000 s p 0,023 s p 0,176 ns p 0,000 s
p 0,042 s p 0,006 s
p 0,079 ns
106 105 104 103 102
10 0
Kei
mza
hl
Wurzelkanalbehandlung nach H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-
Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung:
Nach allen drei Wurzelkanalbehandlungsverfahren war eine signifikante Reduktion von
E. faecalis nachweisbar (Abb. 16, Anhang Tab. 4). Die Reduktion durch die Endox®-
Behandlung allein war zwar signifikant aber mit etwa einer Zehnerpotenz am
geringsten.
Bei gleichen Ausgangskeimzahlen in allen drei Behandlungsgruppen wird ein geringer
synergistischer Effekt der Endox®-Behandlung dennoch deutlich. Auf die H2O2-
Spülung ist jedoch die stärkste Keimreduktion zurückzuführen; sie liegt bei zwei
Zehnerpotenzen und ist damit der NaCl-Spülung hinsichtlich der Keimreduktion im
Wurzelkanal deutlich überlegen (Abb. 15, 16).
Ergebnisse ______________________________________________________________________
32
p 0,393 ns
VorNach EndoxNach H2O2
n = 12 n = 12 n = 12
p 0,001 s
p 0,000 s p 0,002 s
H2O2 Endox Endox/H2O2 p 0,007 s p 0,000 s
p 0,023 s
107 106 105 104 103 102
10 0
Kei
mza
hl
Abbildung 16: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbehandlung mit H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung
Wurzelkanalbehandlung nach NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-
Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung:
Nach allen drei Wurzelkanalbehandlungsverfahren war wiederum eine signifikante
Reduktion von E. faecalis nachweisbar (Abb. 17, Anhang Tab. 5). Die Reduktion durch
NaOCl lag in der Größenordnung von etwa fünf bis sechs Zehnerpotenzen. Bei gleichen
Ausgangskeimzahlen in allen drei Behandlungsgruppen war der geringe synergistische
Effekt der Endox®-Behandlung wieder nachweisbar. NaOCl war sowohl der Endox®-
Behandlung, als auch der gewählten H2O2-Konzentration zur Keimreduktion deutlich
überlegen (Abb. 16, 17).
Ergebnisse ______________________________________________________________________
33
p 0,393 ns
VorNach EndoxNach NaOCl
n = 12 n = 12 n = 12
p 0,000 s p 0,000 s
NaOCl Endox Endox/NaOCl
107 106 105 104 103 102
10 0
Kei
mza
hl
p 0,017 s p 0,000 s
p 0,032 s p 0,000 s Abbildung 17: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbehandlung mit NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung
Wurzelkanalbehandlung mit Endox® allein: In 48 Wurzelkanälen mit alleiniger oder
kombinierter Endox®-Behandlung konnte letztere hinsichtlich der Keimreduktion separat
beurteilt werden. Die Keimreduktion war geringfügig; sie lag unter einer Zehnerpotenz
(Basis log CFU 5.6959 ± 0.4191, nach Behandlung log CFU 5.2732 ± 0.5693) und
bestätigte damit die Ergebnisse der Endox®-Behandlung der Wurzelkanäle in der
Gruppe 2 (Abb. 18, Abb. 15 bis 17).
Endox vor Endox nach
n = 48n = 48
p 0,000 s
107
106 105 104 103 102
10
Kei
mza
hl
Abbildung 18: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbehandlung (n = 48) mit Endox® allein
Ergebnisse ______________________________________________________________________
34
5.2 Zur Keimreduktion von Candida albicans
Die Keimzahlen in den Impfsuspensionen (n = 5) von C. albicans lagen in eine Höhe
von log CFU 7.0219 ± 0.2751 pro ml (bzw. 1,1 x 107 Keime) vor. Nach Bebrütung war
eine Keimzahl von log CFU 4.5342 ± 0.1257 pro ml (bzw. 3,4 x 104 Keime) in den
84 Wurzelkanälen etabliert (Abb. 19).
Inokulum Vor
108
107
106
105
104
103
102
10 0 n = 84 n = 7
p 0,000 s
Kei
mza
hl
Abbildung 19: Keimzahlen in den Impfsuspensionen (n = 7) von C. albicans und Keimzahlen in den Wurzelkanälen (n = 84) nach Inokulation und Bebrütung (links) und rasterelektronenmikroskopisches Bild zur Kolonisierung der Wurzelkanäle (rechts)
Wurzelkanalbehandlung nach NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-
Behandlung und nachfolgender NaCl-Spülung: Durch alle drei Behandlungsverfahren
wurden die Keimzahlen zunächst signifikant reduziert (Abb. 20, Anhang Tab. 6).
NaCl Endox Endox/NaCl
VorNach EndoxNach NaCl
p 0,113 ns
p 0,000 s p 0,005 s
n = 12 n = 12 n = 12
106 105 104 103 102
10
0
Kei
mza
hl
p 0,001 s
Abbildung 20: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung mit NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaCl-Spülung
p 0,038 s p 0,000 s
p 0,021 s
Ergebnisse ______________________________________________________________________
35
Bei gleich hohen Ausgangskeimzahlen in den Wurzelkanälen der drei
Untersuchungsgruppen führten die NaCl-Spülungen zur stärksten Keimreduktion;
zwischen der NaCl-Spülung allein und der mit Endox® kombinierten NaCl-Spülung
bestanden nach der Behandlung keine signifikanten Unterschiede. Nach der Endox®-
Behandlung allein wurde die geringste Keimreduktion registriert; die Keimzahlen in
den Wurzelkanälen lagen signifikant über denen nach NaCl- und nach Endox®-
Behandlung mit nachfolgender NaCl-Spülung. Die Keimreduktionen lagen insgesamt
zwischen ein bis zwei Zehnerpotenzen.
Wurzelkanalbehandlung nach H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-
Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung: Alle drei Behandlungsverfahren führten
zu einer signifikanten Reduktion von C. albicans (Abb. 21, Anhang Tab. 7). Die
Reduktion nach der Endox®-Behandlung allein war zwar signifikant aber mit einer
Größenordnung unter einer Zehnerpotenz am geringsten.
VorNach EndoxNach H2O2
n = 12 n = 12 n = 12
p 0,000 s p 0,021 s p 0,004 s p 0,000 s
p 0,095 ns
p 0,000 s p 0,000 s
H2O2 Endox Endox/H2O2
106 105 104 103 102
10 0
Kei
mza
hl
Abbildung 21: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung mit H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung
Bei gleichen Ausgangskeimzahlen in allen drei Behandlungsgruppen führte die H2O2-
Spülung zur stärksten Keimreduktion; sie lag mit etwa zwei Zehnerpotenzen unter der
Endox®-Behandlung und wurde durch letztere auch nicht synergistisch erniedrigt.
Die H2O2-Spülung erwies sich auch der NaCl-Spülung überlegen (Abb. 20, 21).
Ergebnisse ______________________________________________________________________
36
Wurzelkanalbehandlung nach NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-
Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung:
Nach allen drei Wurzelkanalbehandlungsverfahren war eine signifikante Reduktion von
C. albicans nachweisbar (Abb. 22, Anhang Tab. 8).
VorNach EndoxNach NaOCl
107 106 105 104 103 102
10 0
Kei
mza
hl
n = 12 n = 12 n = 12
p 0,840 ns
p 0,000 s p 0,000 s
NaOCl Endox Endox/NaOCl p 0,004 s p 0,000 s
p 0,021 s p 0,000 s Abbildung 22: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung mit NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung
Die Reduktion durch NaOCl lag in der Größenordnung von vier Zehnerpotenzen. Bei
gleichen Ausgangskeimzahlen in allen drei Behandlungsgruppen kam ein
synergistischer Effekt der Endox®-Behandlung nicht zum Tragen. NaOCl war sowohl
der Endox®-Behandlung als auch der alleinigen Spülung mit NaCl und H2O2 zur
Keimreduktion deutlich überlegen (Abb. 22, Abb. 20, 21).
Wurzelkanalbehandlung mit Endox® allein: 48 Wurzelkanäle mit alleiniger oder
kombinierter Endox®-Behandlung konnten letztendlich hinsichtlich der Keimreduktion
von C. albicans separat beurteilt werden. Die Keimreduktion war geringfügig; sie lag
unter einer Zehnerpotenz (Basis log CFU 4.5584 ± 0.3829, nach Behandlung
log CFU 4.0325 ± 0.5488) und bestätigte damit die Ergebnisse der Endox®-Behandlung
der Wurzelkanäle in der Gruppe 2 (Abb. 23, Abb. 20 bis 22).
Ergebnisse ______________________________________________________________________
37
Endox vor Endox nach
n = 48n = 48
p 0,000 s
107
106 105 104 103 102
10 0
Kei
mza
hl
Abbildung 23: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung (n = 48) mit Endox® allein
Diskussion ___________________________________________________________________________________________
38
6 Diskussion
Karies ist aus heutiger Sicht eine vermeidbare Krankheit. Sie kommt aber meist als chronisch
verlaufende Erkrankung bei Kindern und Erwachsenen immer noch häufig vor, obwohl
Fortschritte in Medizin und Zahnmedizin die Möglichkeit des lebenslangen Erhaltes der
natürlichen Zähne ermöglichen. So könnten Frauen in Deutschland bei einer mittleren
Lebenserwartung von 82 Jahren und Männer bei einer mittleren Lebenserwartung von
76,5 Jahren (Statistisches Bundesamt Wiesbaden 2008) auf Zahnersatz nahezu verzichten
(Abb. 24).
Abbildung 24: Entwicklung der Zahnheilkunde und kontemporäre Erkenntnisse zur mikrobiellen Ätiologiekomponente der Karies (Kneist et al. 2008)
Kariespräventive Strategien haben seit den 80iger Jahren des letzten Jahrhunderts (Glass
1982) zu einem Rückgang der Karies in den westlichen Industrienationen geführt, so dass sich
damit verbunden die Schwerpunkte in der Zahnheilkunde verschoben haben (Abb. 24) und
das Interesse sich verstärkt der Endodontie zuwenden konnte. Die Entwicklung der
Endodontie hat dazu beigetragen, dass betroffene Zähne seltener extrahiert, sondern vielmehr
erhalten werden konnten. Bei klinisch bewährtem chemo-mechanischen Vorgehen in der
Endodontie wurden deshalb auch immer weiterführend Wege beschritten, um mit zusätzlichen
Techniken höhere Erfolgsraten zu erreichen oder das Vorgehen zu verbessern.
In eigener Praxis stiegen endodontische Behandlungen in den Jahren von 2005 bis 2007 um
ein Drittel an (Abb. 25). 42% der Patienten waren jenseits des 50sten Lebensjahres (Abb. 1
Diskussion ___________________________________________________________________________________________
39
und 25). Betroffen waren hauptsächlich die Molaren, Prämolaren und Eckzähne im
Oberkiefer, gefolgt von der gleichen Reihung der Zahnarten im Unterkiefer. Untere Inzisivi
wurden kaum endodontisch behandelt.
0
5
10
15
20
25
30
18 17 16 15 14 13 12 11 21 22 23 24 25 26 27 28
2005 2006 2007
0
5
10
15
20
25
30
48 47 46 45 44 43 42 41 31 32 33 34 35 36 37 38
2005 2006 2007
Abbildung 25: Anzahl und Zahn bezogene endodontische Behandlungen in den Jahren 2005 bis 2007 in eigener Praxis
Während weiterhin nach heutigen Erkenntnissen für die Kariesauslösung nicht Laktobazillen,
sondern Mutans-Streptokokken (S. mutans, S. sobrinus) verantwortlich sind (Abb. 24), zählen
zu den Problemkeimen des erkrankten Endodonts insbesondere Enterokokken und Hefen. In
der vorliegenden Studie wurden deshalb auch beide Keimgruppen einbezogen. Auch Berber
Diskussion ___________________________________________________________________________________________
40
et al. (2006), Feng et al. (2007) Johal et al. (2007) und Dumani et al. (2007) nutzten für ihre
In-vitro-Untersuchungen Enterokokken und Hefen (Tab. 2). Lediglich Kreisler et al. (2003)
setzten als Modellkeim S. sanguinis ein. Sakomoto et al. (2007) untersuchten das
Keimspektrum nach Wurzelkanalbehandlung in vivo. Von Haffner et al. (1998) wurde die
Wirksamkeit von Endox® an S. aureus und E. coli getestet, obwohl beide Keime nicht im
Vordergrund endodontischer Infektionen stehen.
Tabelle 2: Ergebnisse jüngster In-vitro-Untersuchungen zur Keimreduktion von Enterococcus faecalis, Streptococcus sanguinis, Candida albicans, Staphylococcus aureus und Escherichia coli im Wurzelkanal durch Spülflüssigkeiten und unterstützende Methoden ___________________________________________________________________________ Autor Spülmittel Unterstützende Testkeime Effizienz der (Jahr) Maßnahme Keimreduktion ___________________________________________________________________________ Dumani et al. NaOCl 1% Keine E. faecalis NaOCl 5% > 2007 NaOCl 1% > NaOCl 5% C. albicans CHX 2% CHX 2% Feng et al. NaOCl 0,9% Keine E. faecalis NaOCl 0,9% > 2007 NaOCl 2,5% NaOCl 2,5%> NaOCl 5,25% NaOCl 5,25% Jaohl et al. NaOCl 1,3%+ Keine E. faecalis NaOCl 5,25% + 2007 MTAD EDTA> NaOCl 5,25%+ NaOCl 1,3% + EDTA MTAD Virtej et al. NaOCl 3% Endox® orale NaOCl>MTAD> 2007 MTAD HealOzone Mischpo- HealOzone>Endox®
pulation Berber et al. NaOCl 0,5% Keine E. feacalis NaOCl 5.25% > 2006 NaOCl 2,5% NaOCl 2,5% >
NaOCl 0,5% NaOCl 0,5% Kreisler et al. NaOCl + Laser (809 nm) S. sanguinis Laser> NaOCl+ 2003 H2O2 GaAlAs H2O2 Haffner et al. NaCl 0,9% Endox® S. aureus 99,9% 1998 E. coli ___________________________________________________________________________ NaCl = physiologische Kochsalzlösung, NaOCl = Natriumhypochlorit, H2O2 = Wasserstoffperoxid, CHX = Chlorhexidindigluconat, EDTA = Ethyldiamintetraessigsäure, MTAD = Mixture of Tetra- Cycline, Acid and Detergens
Diskussion ___________________________________________________________________________________________
41
Von den Autoren wurden zwischen 7 und 20 Wurzelkanäle pro Untersuchungsgruppe
verwendet. In der vorliegenden Untersuchung wurden 12 Wurzelkanäle pro
Untersuchungsgruppe eingesetzt.
Kreisler et al. (2003), Berber et al. (2006), Feng et al. (2007) Johal et al. (2007), Dumani et al.
(2007) und Sakomoto et al. (2007) widmeten sich dabei der Effizienz von
Wurzelkanalspülungen bzw. der Laserbehandlung (Kreisler et al. 2003).
Um höhere Erfolgsraten in der endodontischen Behandlung zu erreichen, wurden begleitend
zum chemo–mechanischen Vorgehen neue Techniken in den letzten Jahren entwickelt, der
unterstützende Einsatz von Schall oder Ultraschall aktivierten Geräten bei der Aufbereitung
und Desinfektion des Wurzelkanals, die Anwendung von Laser, die Photodynamische
Desinfektion, die hydrodynamische Wurzelkanalaufbereitung, die Ozontherapie oder das
Elektrochirurgie-System. Letzteres (Endox®-Endodontie-System) wurde in der vorliegenden
Untersuchung hinsichtlich seiner Wirkung untersucht.
Haffner et al. (1999), Lendini et al. (2005) und Virtej et al. (2007) gingen in vitro den
Auswirkungen von hochfrequentem Wechselstrom mittels Applikation von elektrischen
Stromimpulsen auf das Pulpengewebe nach.
Ultraschall wurde bereits 1957 von Richman und 1983 von Cameron in die Endodontie
eingeführt. Bei Schallfrequenz arbeitende Geräte weisen Frequenzbereiche von 1500 bis
6500 Hz auf und können direkt an die Behandlungseinheit gekoppelt werden. Dabei wird die
Pressluft der hochtourigen Antriebe in Schwingungen im Schallbereich umgesetzt. Die
Schallgeräte sind im Vergleich zu Ultraschalleinheiten kostengünstiger, da die
hochfrequenten Schwingungen (ca. 20.000-40.000 Hz) von Ultraschalleinheiten in einem
speziellen Generator erzeugt werden müssen (Geurtsen 1990). Die Aufbereitung gekrümmter
Wurzelkanäle durch Anwendung von Ultraschallsystemen ist aus Gründen der
Arbeitssicherheit, Formgebung und Effektivität nach Hülsmann (1999) nicht zu empfehlen.
Nach Angaben verschiedener Autoren fördert eine Ultraschall-/Schall-Instrumentierung die
Spülwirkung, in der gegenwärtig der Haupteinsatzbereich der schall- oder
ultraschallaktivierten Geräte im Rahmen der Endodontie zu sehen ist (Geurtsen 1990,
Hülsmann 1999). Auch Martin und Cunningham (1985) geben einen synergistischen Effekt
beim Zusammenwirken von Ultraschallschwingungen und Spüllösungen an. Neuere Studien
belegen jedoch, dass der Kavitationseffekt quantitativ vernachlässigt werden kann, weil es
sich primär um akustische Strömungsphänomene („acoustic streaming“) handelt, die
Flüssigkeitspartikel um eine schwingende Feile herum in schnelle Bewegungen versetzen
können (Hülsmann 1999). Neuere Untersuchungen sprechen auch dafür, dass Ultraschall in
Diskussion ___________________________________________________________________________________________
42
Verbindung mit Natriumhypochlorit als Spüllösung eine effiziente Kanalreinigung
ermöglicht; die Formgebung des Kanals bleibt jedoch unbefriedigend (Suter et al. 1986, Beer
und Gängler 1989, Stock 1992). Nach Ergebnissen einer mikrobiologischen Studie von
Spoleti et al. (2003) zur Reduzierung der Keimzahl und nach
rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen von Sabins et al. (2003) zur Sauberkeit der
Wurzelkanalwand wurde die Überlegenheit der schall- oder ultraschallgestützen gegenüber
der konventionellen manuellen Spültechnik beschrieben.
In den letzten Jahren widmete sich eine Vielzahl von Autoren der Anwendung von Lasern zur
Säuberung und Desinfektion des Wurzelkanals. Von Bedeutung sind hierbei besonders der
Nd:YAG Laser, der Diodenlaser, der Er:YAG Laser und der Er,Cr:YSGG Laser (Schoop et
al. 2004).
Der Nd:YAG Laser wurde erstmals von Myers und McDaniel(1991) und Hardee (1994), in
der Endodontie empfohlen. Dies sind die am längsten etablierten Geräte (Schoop et al. 2004).
In einer der frühesten Studien berichtete Hassan (1959) von einer Verringerung der apikalen
Entzündung und einer beschleunigten Trocknung des Wurzelkanals. Weitere Studien zeigten,
dass die Strahlung des Nd:YAG Laser, wenn auch abgeschwächt, noch in Tiefen von
1000 μm bakterizid wirkt (Klinke et al. 1997). Moritz et al. (1997a, b, c) bestätigten die
Ergebnisse von Klinke et al. (1997).
Der erfolgreichen Anwendung von Diodenlasern (Weichgewebslaser) auf dem Gebiet der
Allgemeinen Chirurgie und Ophthalmologie (Puliafito et al. 1987, Cuschiere et al. 1991)
folgte durch Moritz et al. (1997b) auch der Einsatz in der Endodontie. Bei dem Er:YAG Laser
handelt es sich um einen Hartgewebslaser, der von Hibst et al. (1997) auch für die Endodontie
empfohlen wurde. Der Er,Cr:YSGG Laser wurde ebenfalls als Hartgewebslaser entwickelt.
Schoop et al. (2004) verglich den Nd:YAG Laser, den Diodenlaser, den Er:YAG Laser und
den Er,Cr:YSGG Laser hinsichtlich ihrer bakteriziden Wirkung auf E. coli und E. faecalis an
Dentinproben in vitro. Allen Lasern konnte grundsätzlich eine antibakterielle Wirkung
bescheinigt werden (Schoop et al. 2004); eine Keimreduktion bis unterhalb der
Nachweisgrenze konnte am besten mit dem Er:YAG Laser erreicht werden.
Grundlage der Photodynamischen Desinfektion (Photoactivated Disinfection, PAD) ist die
Fähigkeit, photoaktivierbare Substanzen bzw. Photosensibilisatoren im Gewebe anzureichern
und bei bestimmter Wellenlänge durch Licht zu aktivieren. Bei einem kaskadenförmigen
Ablauf kommt es dabei zur Bildung von freien Radikalen bzw. Singulett-Sauerstoff, wodurch
eine toxische Wirkung auf die Zielzelle ausgelöst wird (Pass 1993).
Diskussion ___________________________________________________________________________________________
43
Für die Endodontie interessant sind Studien, die nachweisen konnten, dass
E. faecalis (Silbert et al. 2000, Usacheva et al. 2001, Lee 2003) sowie Candida albicans (Ito
und Kobayashi 1977, Wilson und Mia 1993, Paardekooper et al. 1995, Jackson et al. 1999)
erfolgreich durch PAD mit Toloniumchlorid aus dem Wurzelkanal eliminiert werden
konnten. Ob PAD auf Grund anatomischer Gegebenheiten des Wurzelkanals sowie der
Ausbildung eines Multi-Spezies-Biofilms an den Kanalwänden eine absolute Keimfreiheit zu
erreichen vermag, bleibt nach Seal et al. (2002) noch offen. Nach Ng (2004) ist PAD
prinzipiell eine gute unterstützende Maßnahme bei der Wurzelkanalbehandlung. Pfitzner et
al. (2004) und Sigusch et al. (2005) erwarten auch vielversprechende Erfolge in der
Parodontologie durch den Einsatz der PAD; erste Hinweise dazu liegen im Tierexperiment
und in vitro mit Parodontalkeimen vor.
Bei der hydrodynamischen Wurzelkanalaufbereitung (Lussi-Technik) wird mit NaOCl und
Unterdruck, eine kontrollierte Bildung und Implosion von Blasen, das Pulpagewebe entfernt
(Lussi et al. 1993). Eine Erweiterung oder Formgebung der Wurzelkanäle mit der
hydrodynamischen Technik ist nicht möglich und auch nicht beabsichtigt. Eine
Wurzelkanalfüllung mit konventionellen Fülltechniken ist allerdings auch nicht möglich, da
kein Wurzelkanalwanddentin abgetragen wird (Lussi et al. 1996). Schäfer (2000) sieht in der
hydrodynamischen Wurzelkanalaufbereitung keine Alternative zur instrumentellen
Wurzelkanalaufbereitung.
Bei Ozon handelt es sich um eine dreiatomige Modifikation des molekularen Sauerstoffs,
dessen Aggregatzustand bei Raumtemperatur gasförmig ist und einen charakteristischen
Geruch aufweist. In dieser Form ist es farblos. Ozon ist das stärkste Oxidationsmittel und
kann aufgrund dieser Eigenschaft Bakterienmembranen schädigen und somit
Bakterienenzymsysteme inaktivieren (Viebahn-Hänsler 1995). Die Anwendung von Ozon für
die Desinfektion des Wurzelkanals wurde schon in den 30er Jahren beschrieben (Fisch 1936,
Meyer 1938). Es folgten Empfehlungen von Dausch (1951), Sandhaus (1968), Chahaverdiani
und Stoll (1975). Nach jüngsten Studien wird der Einsatz von Ozon im Wurzelkanal erneut
empfohlen (Steier 2004, Steier et al. 2005, Rimoldi et al. 2005). Vogt (2007) und Weiß (2008)
stellten die Praxisrelevanz einer Ozontherapie in Frage; der keimreduzierende Effekt nach
Kariesexkavation bzw. nach Wurzelkanalaufbereitung erwies sich in beiden In-vitro-Studien
als zu gering. Positive Studienergebnisse zur Anwendung von Ozontherapien in der
Parodontologie, zur adjuvanten Behandlung von Gingivitis und Parodontitis, zur
Kariesbehandlung bzw. –prävention und zur epithelialen Wundheilung gehen auf Brauner
(1991, 1992), Filippi (2001) und Huth et al. (2005) zurück.
Diskussion ___________________________________________________________________________________________
44
Mit dem Elektrochirurgiesystem Endox®-Endodontiesystem (Fa. Lysis, Nova Milanese,
Italien) sollen nach manueller Wurzelkanalaufbereitung (ISO 15 bis 30) unter endometrischer
Kontrolle eine differente Elektrode in den Wurzelkanal eingeführt und mittels hochfrequenter
Wechselspannung (Dauer 0,1 sec) und hoher Stromdichte das pulpale Gewebe und die darin
befindlichen Mikroorganismen verdampft und das Wurzelkanaldentin somit verschmolzen
werden (Haffner et al. 1997, 1999). Der Stromkreis wird anhand einer afferenten Elektrode in
Form einer Handelektrode nach dem Betätigen eines Fußschalters im Patientenkörper
geschlossen. Der Stromimpuls hat eine Dauer von 140 Millisekunden mit einer elektrischen
Leistung von 110 Watt bei einem elektrischen Widerstand von einem KiloOhm. Die
Betriebsfrequenz wird dabei mit 312,5 Hertz angegeben.
Haffner et al. (1997, 1999) und Cassanelli et al. (2005) bestätigten in vitro eine
Keimreduktion im Wurzelkanal durch die Applikation des Wechselstromes bzw. eine
Zellwandlyse bei E. coli. Lendini et al. (2005) gelang die Exkavation verbliebenen
Pulpagewebes aus experimentellen Wurzelkanälen durch das Endox®-System. Vögele (2001)
berichtete weiterführend von einer häufiger erzielten Schmerzfreiheit nach Behandlung einer
akuten Pulpitis mit hochfrequenten Wechselstromimpulsen.
Bei vorliegender Studie handelt es sich um eine In-vitro-Studie. Unter standardisierten
Bedingungen sollte der Effizienz der Keimreduktion von Enterococcus faecalis und Candida
albicans im Wurzelkanal menschlicher Zähne nach Behandlung mit dem Endox®-
Endometrie-System im Vergleich zu einer NaCl-, H2O2- und NaOCl-Spülung bzw. deren
Kombination mit Endox® nachgegangen werden. Im Schrifttum liegen diesbezüglich nur
wenige und kaum miteinander vergleichbare Studien vor. Mit den verwendeten Spüllösungen
allein, insbesondere NaOCl, konnten Dumani et al. (2007), Feng et al. (2007), Johal et al.
(2007) und Berber et al. (2006) eine drastische Reduktion von E. faecalis in nahezu allen
Fällen bis unter die Nachweisgrenze erreichen. Mit steigender NaOCl-Konzentration stieg
dabei auch die Effizienz der Keimreduktion; die getesteten Konzentrationen lagen zwischen
0,5 bis 5,25% NaOCl. NaOCl war in seiner Effizienz dem CHX bzw. H2O2 überlegen. In der
vorliegenden Studie wurde eine 0,5%ige NaOCl-Konzentration gewählt, um bei einem
ausreichenden Überleben von E. faecalis bzw. C. albicans nachfolgend den
keimreduzierenden Anteil einer Endox®-Behandlung bestimmen zu können. In klinischen
Studien bzw. in vitro wird der keimreduzierende Effekt einer aufeinander folgenden Reihe
von Behandlungen gewöhnlich erst nach der letzten Behandlungsstufe untersucht, so dass der
jeweils anteilige Effekt im Verborgenen bleibt. Dies gilt besonders auch für HealOzone™-
Studien im Wurzelkanal (Lynch 2002). Dass beispielsweise der Anteil des Ozons für die
Diskussion ___________________________________________________________________________________________
45
Keimreduktion aber sehr geringfügig ist, konnte bei stufenweisen mikrobiologischen
Prüfungen in vitro erhellt werden (Weiß 2008). Gleiches galt für die synergistische
Keimreduktion am Kavitätenboden durch HealOzone™ (Vogt 2007). Die etappenweisen
Prüfverfahren zeigten vorliegend auch nur einen geringfügigen Effekt der Endox®-
Behandlung im Vergleich zur NaOCl- bzw. H2O2- oder CHX-Spüllösung auf.
Der erfolgreiche Einsatz des NaOCl in der Endontie lässt sich fast hundert Jahre
zurückverfolgen (Dakin 1915). Inzwischen hat sich Natriumhypochlorit auf dem
endodontischem Gebiet weltweit bewährt (Siqueira 2001).
Natriumhypochlorit weist konzentrations-, temperatur- und volumenabhängig Gewebe
auflösende Eigenschaften auf (Hand et al. 1978, Thé 1979, Hasseilgren et al. 1988, Andersen
et al. 1992, Yang et al. 1995, Türkün und Cengiz 1997, Siqueira 2001, Beer et al. 2004). Es
wirkt weiterhin antibakteriell, antimykotisch und antiviral gegen ein breites
Bakterienspektrum, Bakteriensporen, Pilze, Protozoen und Viren (Bloomfield und Miles
1979, Rutala und Weber 1997, Siqueira et al. 1998a). Die antibakterielle Wirkung beruht
dabei auf der Zerstörung bzw. Inaktivierung der Lipopolysaccharide bzw. Endotoxine, die für
entzündliche Reaktionen verantwortlich sind (Bergenholtz 1975, Buttler und Crawford 1982,
Haight et al. 1999) und auf der Oxidierung der Sulphydrylgruppen innerhalb des
Enzymsystems des Bakteriums (Siqueira et al. 1997). Über die klinisch einzusetzende
Konzentration von NaOCl sind die Meinungen kontrovers. Letztlich werden 1- bis 5,25%ige
NaOCl-Spüllösungen im klinischen Alltag empfohlen. In der vorliegenden In-vitro-Studie
wurde eine 0,5%ige NaOCl-Spüllösung verwendet, die ein nachweisbares Überleben von E.
faecalis und
C. albicans und den nachfolgenden Nachweis des keimreduzierenden Effekt durch die
Endox®-Behandlung erlaubte. Diesem Gedankengang folgten auch Muselmani et al. (2006a,
b), die bei der Wurzelkanalspülung bei Verwendung einer 0,5%ige NaOCl-Spüllösung und
Effizienzprüfung der manuellen versus hydrodynamischen Wurzelkanalspülung dem
hydrodynamischen Vorgehen den Vorzug einräumen konnten. Weiß (2008) benutzte ebenfalls
niedrigere NaOCl-Konzentrationen und konnte dadurch die Begrenztheit einer HealOzone™-
Behandlung zur Desinfektion aufzeigen. Auch Haffner et al. (1998) folgten diesem
methodischen Ansatz. Die Autoren setzten NaCl als Spüllösung in ihren In-vitro-
Untersuchungen zur Effizienzbewertung des Endox®-Systems ein; Virtej et al. (2007)
benutzten hingegen 3%ige NaOCl-Spüllösung zur Desinfektion der Wurzelkanäle (Tab. 2).
NaOCl ist unumstritten ein hervorragendes antibakterielles, antimykotisches bzw. antivirales
Mittel, kann aber nach Ehrich et al. (1993), Türkün et al. (1998), Hülsmann und Hahn (2000)
Diskussion ___________________________________________________________________________________________
46
dem periradikulären Gewebe bei Kontakt mit zum Teil schwerwiegende Folgen schaden. So
kann es beim Überpressen von NaOCl zu extremen Schmerzzuständen mit Emphysemen und
daraus resultierenden Nekrosen von Weichteil- und Hartgewebsarealen kommen (Hülsmann
2003). Eine Schwächung der Biegefestigkeit des Dentins wird diskutiert (Grigoratos et al.
2001, Sim et al. 2001).
Wasserstoffperoxid, das bis heute in der Zahnheilkunde häufig auch als Spülmittel für den
Wurzelkanal verwendet wird (Lange 1961, Glockmann 1986, Ying et al. 1999, Kreisler et al.
2003), wurde auch in der vorliegenden Studie als Positivkontrolle eingesetzt. Es wurde eine
Konzentration von 3% gewählt. Zur Keimreduktion von E. faecalis war es dem NaOCl
unterlegen; gleiches galt für C. albicans. Die Keimreduktion durch die gewählte NaOCl-
Konzentration fiel um zwei Drittel stärker aus im Vergleich zu H2O2. H2O2 entwickelt eine
starke Schaumbildung bei Kontakt mit vitalem Gewebe. Durch die Schaumbildung, die auf
dem Kontakt mit den Enzymen Katalase und Gluthation-Peroxidase zurückzuführen ist und
zur Bildung von molekularem Sauerstoff führt, kommt es zur Ausspülung von Geweberesten
und Dentinspänen (Heidemann 2001). Der freie naszierende Sauerstoff wirkt wiederum
bakterizid auf anaerobe Keime. Barthel und Raab (2005) zweifeln an der klinischen Relevanz
der antimikrobielle Wirkung von H2O2 im Wurzelkanal, die vorliegend untermauert werden
kann. Durch die Kombination von H2O2 mit NaOCl konnte nach Barthel und Raab (2005) die
Desinfektionswirkung des H2O2 aber nicht verbessert werden; der Gewebe auflösenden Effekt
wurde aber reduziert. Letzterer ist im Vergleich zwischen H2O2 und NaOCl allein deutlich
geringer. Heidemann (2001) bestätigte dies auch für die Zytotoxizität.
Schlussfolgerung ___________________________________________________________________________________________
47
7 Schlussfolgerung Die Effizienz von NaOCl (0,5%) und H202 (3%) konnte in der vorliegenden Studie als
Spüllösung zur Eradizierung der Problemkeime Enterococcus faecalis und Candida albicans
aus dem Wurzelkanal in Modelluntersuchungen mit humanen Wurzelkanälen untermauert
werden.
Die Endox®-Wirkung war gering und lag zahlenmäßig sogar unter der der Negativkontrolle
(NaCl-Spülung). Wesentliche Unterschiede zwischen den Keimarten bestanden nicht.
Da sich Wurzelkanalspüllösungen wie NaOCl oder H202 im klinischen Alltag der Endodontie
bewährt haben und vorliegend als Postivkontrollen mitgeführt wurden, müsste der Einsatz des
Endox®-Endometrie-Systems synergistisch erheblich zur Keimreduktion beitragen. Dies
wiederum könnte zur Folge haben, in der Klinik die Konzentration von NaOCl zu senken.
Klinisch-mikrobiologisch wäre deshalb klinisch zu prüfen, ob eine Praxisrelevanz für das
Endox®-Endometrie-Systems besteht. Als Arbeitshypothese muss im Ergebnis der
vorliegenden Studie aber schon im Vorfeld angenommen werden, dass die Praxisrelevanz des
Gerätes begrenzt sein dürfte.
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Anhang
71
9 Anhang
Anhang
72
Tabelle 3: Anzahl der endodontischen Behandlungen in den Jahren 2005 bis 2007 in der Gemeinschaftspraxis Traichel ______________________________________________________________________ Jahr Altersgruppe (Jahre) < 20 21 - 30 31 - 40 41 - 50 51 - 60 61 - 70 71 - 80 >80 ______________________________________________________________________ 2005 7 28 42 48 46 36 19 2
2006 11 43 32 73 49 48 21 5
2007 8 40 47 72 51 10 32 1 ______________________________________________________________________
Tabelle 4: Anzahl der endodontisch behandelten Zahnarten in den Jahren 2005 bis 2007 in der Gemeinschaftspraxis Traichel ______________________________________________________________________ Oberkiefer 18 17 16 15 14 13 12 11 21 22 23 24 25 26 27 28 2005 0 11 11 9 4 12 7 3 4 10 8 11 7 11 6 2 2006 0 11 14 19 9 10 7 4 4 7 8 17 16 11 14 0 2007 0 16 12 18 10 7 11 9 7 4 13 12 15 25 16 0 Unterkiefer 48 47 46 45 44 43 42 41 31 32 33 34 35 36 37 38 2005 0 7 17 12 10 9 1 2 0 0 7 4 12 11 7 1 2006 2 14 20 19 6 9 2 2 0 1 9 6 14 17 11 0 2007 1 12 17 15 11 8 0 0 0 1 9 10 13 16 15 0 ______________________________________________________________________
Anhang
73
Tabelle 5: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbehandlung mit NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaCl-Spülung ______________________________________________________________________ Keimzahl Spülung Endox Endox/ Spülung log CFU ______________________________________________________________________
NaCl n = 12 n = 12 n = 12 Vor 5.8509 ± 0.3436 5.7405 ± 0.3982 5.5612 ± 0.4381 Endox 5.3760 ± 0.3652 Nach 4.6015 ± 0.5122 5.2550 ± 0.7102 4.2209 ± 0.6556 p-Wert Endox 0.176 ns p-Wert 0.000 s 0.023 s 0.000 s ______________________________________________________________________
Tabelle 6: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbehandlung mit H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung ______________________________________________________________________ Keimzahl Spülung Endox Endox/ Spülung log CFU ______________________________________________________________________
H2O2 3% n = 12 n = 12 n = 12 Vor 6.0096 ± 0.7035 5.7405 ± 0.3982 5.6272 ± 0.2721 Endox 5.0618 ± 0.6393 Nach 3.9533 ± 1.2095 5.2550 ± 0.7102 3.7653 ± 0.66945 p-Wert Endox 0.007 s p-Wert 0.000 s 0.023 s 0.000 s ______________________________________________________________________
Anhang
74
Tabelle 7: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbehandlung mit NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung ______________________________________________________________________ Keimzahl Spülung Endox Endox/ Spülung log CFU ______________________________________________________________________
NaOCl 0,5% n = 12 n = 12 n = 12 Vor 5.9008 ± 0.4879 5.7405 ± 0.3982 5.8548 ± 0.5208 Endox 5.3997 ± 0.5115 Nach 0.6438 ± 1.0979 5.2550 ± 0.7102 0.2994 ± 0.6128 p-Wert Endox 0.017 s p-Wert 0.000 s 0.023 s 0.000 s ______________________________________________________________________
Tabelle 8: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung mit NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaCl-Spülung ______________________________________________________________________
Keimzahl Spülung Endox Endox/ Spülung log CFU ______________________________________________________________________
NaCl n = 12 n = 12 n = 12 Vor 4.6909 ± 0.6728 4.3906 ± 0.1995 4.7246 ± 0.5956 Endox 4.3075 ± 0.5040 Nach 3.3739 ± 0.7540 4.0590 ± 0.3763 2.9257 ± 0.6251 p-Wert Endox 0.038 s p-Wert 0.001 s 0.021 s 0.000 s ______________________________________________________________________
Anhang
75
Tabelle 9: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung mit H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung ______________________________________________________________________ Keimzahl Spülung Endox Endox/ Spülung log CFU ______________________________________________________________________
H2O2 3% n = 12 n = 12 n = 12 Vor 4.6070 ± 0.4237 4.3906 ± 0.1995 4.4823 ± 0.2536 Endox 3.7890 ± 0.7012 Nach 3.0402 ± 0.4506 4.0590 ± 0.3763 2.7439 ± 0.6733 p-Wert Endox 0.004 s p-Wert 0.000 s 0.021 s 0.000 s ______________________________________________________________________
Tabelle 10: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung mit NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung ______________________________________________________________________
Keimzahl Spülung Endox Endox/ Spülung log CFU ______________________________________________________________________
NaOCl 0,5% n = 12 n = 12 n = 12 Vor 4.4242 ± 0.3573 4.3906 ± 0.1995 4.6360 ± 0.3066 Endox 3.9753 ± 0.4984 Nach 0.1788 ± 0.4518 4.0590 ± 0.3763 0.2219 ± 0.5694 p-Wert Endox 0.004 s p-Wert 0.000 s 0.021 s 0.000 s ______________________________________________________________________
Anhang
76
Tabelle 11: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbehandlung (n = 48) mit Endox® allein ______________________________________________________________________ Keimzahl log CFU Endox ______________________________________________________________________
n = 48 Vor 5.6959 ± 0.4191 Nach 5.2732 ± 0.5693 p-Wert 0.000 s ______________________________________________________________________
Tabelle 12: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung (n = 48) mit Endox® allein ______________________________________________________________________ Keimzahl log CFU Endox ______________________________________________________________________
n = 48 Vor 4.5583 ± 0.3829 Nach 4.0326 ± 0.5488 p-Wert 0.000 s ______________________________________________________________________
Anhang
77
Danksagung
An dieser Stelle danke ich allen, die zum Gelingen der Dissertation beigetragen haben.
Mein besonderer Dank gilt Frau Professor Dr. rer. nat. habil. Susanne Kneist, Leiterin
des Biologischen Labors am Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde der
Friedrich-Schiller-Universität Jena, für die wertvolle Unterstützung bei der
Vorbereitung, Durchführung und Auswertung der klinischen und mikrobiologischen
Untersuchungen sowie für die kreativen Diskussionen und fachlichen Hinweise.
Herrn Professor Dr. med. dent. habil. Eike Glockmann, Direktor der Poliklinik für
Konservierende Zahnheilkunde am Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde der
Friedrich-Schiller-Universität Jena, danke ich für die Ermutigung zur Promotion, die
Überlassung des interessanten Promotionsthemas und die fachliche Beratung.
Für die angenehme Atmosphäre und die wertvolle und engagierte Unterstützung bei der
experimentellen und labortechnischen Arbeit bin ich insbesondere Frau Regina Mäuer
und Frau Katrin von Brandenstein zu großem Dank verpflichtet.
Durch Bereitstellung des Untersuchungsgutes haben viele Ostthüringer Kollegen in
dankenswerter Weise zum Gelingen der Arbeit beigetragen.
Große Unterstützung erfuhr ich über den gesamten Zeitraum der Arbeit durch meine
Eltern. Sie ermöglichten mir, die Dissertation neben dem laufenden Praxisalltag
zielstrebig voran zu treiben. Ihnen gilt mein besonderer, von Herzen kommender Dank.
Anhang
78
Ehrenwörtliche Erklärung Hiermit erkläre ich, dass mir die Promotionsordnung der Medizinischen Fakultät der
Friedrich-Schiller-Universität bekannt ist,
ich die Dissertation selbst angefertigt habe und alle von mir benützten Hilfsmittel,
persönlichen Mitteilungen und Quellen in meiner Arbeit angegeben sind,
mich folgende Personen bei der Auswahl und Auswertung des Materials sowie bei der
Herstellung des Manuskripts unterstützt haben:
Prof. Dr. rer. nat. habil. Susanne Kneist
und
Prof. Dr. med. dent. habil. Eike Glockmann,
die Hilfe eines Promotionsberaters nicht in Anspruch genommen wurde und das Dritte
weder unmittelbar noch mittelbar geldwerte Leistungen von mir für die Arbeit erhalten
haben, die in Zusammenhang mit dem Inhalt der vorgelegten Dissertation stehen,
dass ich die Dissertation noch nicht als Prüfungsarbeit für eine staatliche oder andere
wissenschaftliche Prüfung eingereicht habe und
dass ich die gleiche, ein in wesentlichen Teilen ähnliche oder eine andere Abhandlung
nicht bei einer anderen Hochschule als Dissertation eingereicht habe.
Bad Köstritz, den 01.07.2008 Frank Traichel
Anhang
79
Lebenslauf
Persönliche Angaben
Name Frank Traichel Geburtsdatum 12.04.1977 Geburtsort Gera Nationalität deutsch Familienstand ledig Wohnort Silbitzer Weg 4 07586 Bad Köstritz
Eltern: Dipl.-Stomat. Gabriele Traichel, geb. Weiß Dipl.-Stomat. Uwe Traichel
Schulbildung 1983 - 1987 Grundschule „Hans-Beimler“ in Bad Köstritz 1987 - 1991 Regelschule „Otto-Settegast“ in Bad Köstritz 1991 - 1995 Friedrich-Schiller-Gymnasium in Gera 12.06.1995 Abitur am Friedrich-Schiller-Gymnasium in Gera
Bundeswehr Dienstzeitanfang: 03.07.1995
Dienstzeitende: 30.06.1996, Beförderung zum Hauptgefreiten der Reserve, Danksagung und Bataillionsbestpreis
Hochschulausbildung 1996 - 2004 Zahnmedizinstudium an der Friedrich-Schiller-Universität
in Jena
03.1999 Zahnärztliche Vorprüfung
01.2004 Zahnärztliche Prüfung seit 01.2007 Promotionsstudent an der Friedrich-Schiller-Universität
Jena, Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde
Berufstätigkeit 04.2004 - 08.2006 Vorbereitungsassistent in der Gemeinschaftspraxis
Gabriele und Uwe Traichel in Bad Köstritz
seit 09.2006 Niederlassung als Vertragszahnarzt in der Gemeinschafts-praxis Traichel in Bad Köstritz
09.2006 Anerkennung des „Tätigkeitsschwerpunktes Endodonto-logie“ durch die Landeszahnärztekammer Thüringen
Bad Köstritz, den 01.07.2008 Frank Traichel