07. Dezember 2010 in Kategorie: Zahnmedizin

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Infektionserkrankungen wie karies, Parodontitis, Pulpitis und Periimplantitis werden durch Biofilme verursacht.Um eine erfolgreiche Therapie durchführen zu können, ist ein ausführliches Wissen über die Funktionsweise von Biofilmen erforderlich. Die Lösung für ein erfolgreicheres und schonenderes Biofilm-Management ist im folgenden Artikel die photoaktivierte Desinfektion (PAD Plus, Denfotex).

Dr. Carsten Stockleben, Hannover

Fotos: Dr. Carsten Stockleben

In den vergangenen Jahren zeigten Forschungsergebnisse, neue Erkenntnisse im komplexen Zusammenspiel verschiedener Bakterienarten untereinander und der Interaktion mit dem Wirtsorganismus. Darüber hinaus wurde verdeutlicht, dass die bisherige isolierte Betrachtungsweise von Mikroorganismenen (nach den Koch´schen Postulaten), viel zu simpel ist. In der klassischen Mikrobiologie wurden Bakterienspezies isoliert im planktonischen Zustand betrachtet und ihre Eigenschaften beschrieben. In diesem Zustand zeigen Bakterien allerdings völlig andere Funktionsweisen als im komplexen Zusammenspiel mit anderen Spezies im Biofilm.

Ein Biofilm ist definiert als „Eine Gemeinschaft von aufeinander wirkenden Mikroorganismen, üblicherweise Bakterien, setzen sich an einer Oberfläche fest,- eingebetet in einem extrazellulären Polymerverband.“ Üblicherweise entstehen Biofilme immer an den Übergängen zwischen Feststoffen und Feuchtigkeit. Durch die symbiotische Zusammenarbeit der Mikroorganismen und die Organisation im Biofilm ist es Einzellern möglich, komplexe Organfunktionen darzustellen. Die wichtigen Eigenschaften von Biofilmen, wie das Sammeln und Herstellen von Nahrung, die Bildung eines Verdauungsapparats und der Schutz vor Antibiotika, Antiseptika und Phagozyten, sichern das gegenseitige Überleben. Biofilme kommunizieren zu diesem Zwecke untereinander. Seit über 3,2 Milliarden Jahren existent, unterliegen sie ständigen Veränderungs- und Anpassungsprozessen, um sich den verschiedenen Lebensbedingungen perfekt anzupassen. Die Struktur des Biofilmes bietet den beteiligten Mikroorganismen Schutz vor Veränderungen der Umweltbedingungen. Innerhalb des Biofilmes werden günstige lokale Bedingungen erhalten, und damit das Überleben gesichert.

Speziell der Mund bietet mit seiner warmen, feuchten und nährstoffreichen Umgebung, den harten Oberfl ächen von Zähnen, Wurzeln und Zahnersatz, ideale Lebensbedingungen für die mehr als 700 bisher bekannten Bakterienarten. Die meisten Spezies im dentalen Biofi lm bilden eine Sympiose mit dem menschlichen Organismus. Andere Bakterienarten aber stellen eine große Gefahr dar. Können sich diese pathogenen Keime durch entsprechende Umwelteinflüsse oder die Reifung von Biofilmen, stärker vermehren, wird die Balance gestört. Eine mögliche Konsequenz sind Erkrankungen wie Parodontitis, Periimplantitis, Karies, Pulpitis, sowie Systemerkrankungen, z. B. Arteriosklerose.
Damit erhöht sich das Risiko für Schlaganfall und Herzinfarkt. Gesundheit, Lebensqualität und Lebensjahre gehen durch den pathogenen Einfluss von Biofilmen verloren.

Als Mittel der Wahl kann die sogenannte Photoaktivierte Desinfektion eingesetzt werden. In diesem Rahmen wird ein Photosensitizer, mit Affi nität zu sich schnell teilenden Zellen, per Lichtenergie in der passenden Wellenlänge, aktiviert.
PAD Plus verwendet als Photosensitizer Toloniumchlorid in einer Konzentration von 12,7 μg/ml. Die photochemische Anregung erfolgt mittels einer LED- Lichquelle mit einer Wellenlänge von 635 Nm. Dies entspricht exakt dem Absorptionsmaximum des Toloniumchlorids. Da das Absorptionsspektrum der Photosensitizer sehr schmal ist, kommt der passenden Wellenlänge des Lichts eine entscheidende Bedeutung in der klinischen Applikation zu. Wird beispielsweise mit Methylenblau gearbeitet, so liegt das Absorptionsmaximum bei 670 Nm. Für die Aktivierung ist wiederum eine besonders abgestimmte Lichtquelle nötig.
Der Photosensitizer wird also auf die zu desinfizierende Stelle aufgetragen. Dies kann eine Zahnfleischtasche, ein Wurzelkanal, eine kariöse Läsion oder eine Implantatoberfläche oder sein.

Der Photosensitizer benötigt 60 Sekunden Einwirkzeit, um sich an die Oberfl ächenstrukturen anheften bzw. von den Mikroorganismen aufgenommen werden zu können. Danach erfolgt die einminütige Lichtaktivierung. Innerhalb dieses Prozesses nimmt der Photosensitzer Energie auf und diese auf Sauerstoffmoleküle in der Umgebung. Dadurch spaltet sich das Sauerstoffmolekül auf und es entsteht ein Sauerstoffsingulett, welches sehr reaktionsfreudig ist und in erster Linie mit Kohlenstoffdoppelbindungen oxidiert, welche in den Bakterienmembranen zu finden sind. Durch die Oxidation kommt es zur Implosion der Bakterien. So lassen sich, völlig nebenwirkungsfrei, 99,99% der Mikroorganismen im behandelten Bereich eliminieren.

Zu beachten gilt Folgendes: Der Photosensitizer und die Wellenlänge der Lichtquelle müssen exakt aufeinander abgestimmt sein. Wird beispielsweise Toloniumchlorid mit 670 Nanometern bestrahlt, ist nicht mit einer photodynamischen Reaktion zu rechnen.

Die Konzentration des Photosensitizers bestimmt die klinische Applikation. Ab einer Konzentration von 20 μg/ml blocken Photosensitizer das einfallende Licht, daher kann der Photosensitizer nicht aktiviert werden. Um einen klinischen Effekt zu erzielen, müssen daher höher konzentrierte Lösungen nach der Applikation abgespült werden, bevor die Belichtung erfolgen kann. In diesem Punkt liegt eine der großen Stärken von PAD Plus, da die Konzentration 12,7 μg/ml ohne vorhergehendes Ausspülen aktiviert werden kann. Dadurch wird Zeit gespart und Arbeitsprotokolle gestalten sich deutlich einfacher als mit anderen Produkten. Weiterhin ist das Toloniumchlorids bei PAD Plus nur leicht hellblau, so dass es nicht zu Verfärbungen von Gewebe, Zähnen oder Restaurationen kommen kann. Weiterhin sind die Applikations- und die Bestrahlungszeit von je einer Minute genau einzuhalten und die Lichtenergie muss auf jeden Fall in voller Intensität das Zielgebiet erreichen. Mit Hilfe geeigneter Aufsätze für Taschen oder Wurzelkanäle, kann dies sichergestellt werden. Die Lichtquelle sollte so dicht wie möglich am Applikationsort positioniert werden, da die Lichtintensität mit dem Quadrat zur Entfernung abnimmt.

Umweltfaktoren wie unterschiedliche PHWerte oder das vorhanden sein von Mikroorganismen im Biofilm oder planktonischer Form beeinflussen das Ergebnis. Toloniumchlorid wird auch über die Kanäle im Biofilm zu den Mikroorganismen hin transportiert, was Zeit erfordert. Schwankungen im PHWert innerhalb des Biofilms können zur Inaktivierung führen. Wird vor der Applikation von Toloniumchlorid die Schleimschicht des Biofilms mechanisch zerstört, so lässt sich klinisch ein deutlich höherer Wirkungsgrad erreichen, da die Mikroorganismen dadurch in einem planktonischen Zustand überführt werden.

Der positive Einfluss von PAD auf Entzündungen ermöglicht ein einzigartiges Heilungsverhalten. Beispielsweise bei der Parodontitis sind gramnegative Bakterien beteiligt, die eine Lipopolysaccharid-Membran als Diffusionsbarriere besitzen. Wird diese nun durch konventionelle Methoden, wie Spülungen oder mechanische Intervention geschädigt, kommt es zur Freisetzung pro-inflammatorischer Zytokine, welche lokal eine stärkere Entzündung verursachen. Die systemische Einschwemmung kann zu Fieber oder gar zum Schock führen. D. h. es kommt erst zu einer Verschlechterung der Gesundheitslage bevor eine Verbesserung einsetzen kann.

Die Anwendung von Toloniumchlorid hat einen interessanten Effekt auf die Virulenzfaktoren. Durch die intensive Oxidation entsteht eine deutliche Reduktion der biologischen Aktivität von Lipopolysacchariden und der Zytokin-Produktion. Die lokale Entzündungsreaktion wird deutlich reduziert und die systemischen Auswirkungen können spürbar verringert werden. Die Anwendung von Toloniumchlorid in der Parodontaltherapie und Prophylaxe schafft daher optimal Möglichkeiten für eine schnellere und komplikationslosere Heilung. Der Patientenkomfort nimmt spürbar zu.

Das beschriebene breite Wirkungsspektrum, die Nebenwirkungsfreiheit, der Steigerung des Patientenkomforts sowie die einfachen Applikation machen PAD Plus zu einem optimalen Begleiter in der modernen Zahnmedizin. Die klinische Anwendung ist überaus einfach: Nach der mechanischen Zerstörung des Biofilms wird die Toloniumchlorid-Lösung für 60 Sek. appliziert. Danach erfolgt die Aktivierung für 60 Sek. je Parodontium. Um die Vorteile von PAD Plus perfekt nutzen zu können, sollte diese Technologie in einem systematischen Betreuungskonzept integriert werden. In unserer Praxis hat sich folgende Vorgehensweise bewährt:

Nach der initialen Diagnostik erhält der Patient eine Einführung in die Prophylaxe. Liegen keine klinischen Erkrankungszeichen vor, wird der Patient anschließend im Recall- Programm integriert und im Abstand von drei Monaten betreut. Liegen parodontale Erkrankungszeichen vor, wird eine Parodontitistherapie eingeleitet. Bei Taschentiefen von weniger von 5 mm reicht dabei meist eine konventionelle und konservative Parodontitistherapie aus, nach deren Beendigung der Patient im Recall integriert wird.

Bei Taschentiefen über 5 mm und mehr, Lockerungsgrade oder Pus, erfolgt eine deutlich intensivere und zeitaufwendigere Parodontitistherapie. Innerhalb dieser kommt nach der mechanischen Biofilmentfernung auch PAD Plus zur Anwendung. In der Nachsorgephase von 4 Wochen, in der der Patient einmal wöchentlich zur professionellen Taschenreinigung erscheint, wird PAD an refraktären Zähnen (Blutung) erneut mit PAD Plus behandelt. Anschließend wird in der Neubewertung des Behandlungsfalles der Therapie-Erfolg anhand eines neuen Datensatzes evaluiert und entschieden, in welchen Intervallen die risikoorientierte Betreuung erfolgt. Ebenso wird zu diesem Zeitpunkt entschieden, ob eine lokale chirurgische Intervention an besonders betroffenen Zähnen notwendig wird. Bei dieser chirurgischen und in der Regel augmentativen Behandlungsphase kommt ebenfalls PAD Plus zum Einsatz.

Photoaktivierte Desinfektion mit PAD Plus bringt einen optimalen Nutzen in der Parodontaltherapie und Prophylaxe mit sich. Das System ist sehr leicht anwendbar, schmerzlos und komfortabel für den Patienten. Es ist keine Anästhesie erforderlich. Nach der Behandlung sind entzündungsfreiere Taschen als nach der konventionellen Therapie feststellbar. PAD Plus steigert deutlich die Erfolgsrate im Biofilmmanagement und erhöht den Patientenkomfort. Daher stellt PAD Plus ein sehr empfehlenswertes Hilfsmittel für die Praxis dar.