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Journal of Orofacial Orthopedics
Fortschritte der Kieferorthopädie
Original article
Demineralization adjacent to orthodontic brackets after
application of conventional and self-etching primer
systems
Demineralisation des Bracketumfeldes nach
Anwendung konventioneller und selbst konditionierender Schmelzadhäsivsysteme
Dominik Visel, Thomas Jäcker, Paul-Georg Jost-Brinkmann, Thomas-Michael Präger
Abstract
Zusammenfassung
Objectives. The goal of this work was to compare the demineralization of enamel associated with two different self-etching
primers and traditional acid etching.
Materials and methods. A total of 15 volunteers (23–32 years, 8
male and 7 female) were provided with a removable archwire/
resin appliance to be worn 20 h/day for 28 days. The device was
attached to the mandibular posterior teeth and included samples
of human enamel (from extracted third molars) located in both
posterior vestibules. Both sides featured the same distribution of
samples, including one untreated control sample (group A) and
three samples with brackets (Victory™ APC II) bonded to their surface after conditioning with a self-etching non-fluoride primer
(iBond™ Gluma® Inside; group B), a self-etching fluoride-releasing primer (Transbond™ Plus; group C), or traditional acid-etching
with 35% phosphoric acid and Transbond™ XT (group D).
Mineral loss was assessed extraorally under standardized conditions using quantitative light-induced fluorescence (QLF) with a
specialized camera system (Inspektor Pro). Results were expressed
as relative fluorescence loss (ΔF in %). A baseline measurement
(T0) was taken before the appliance was first inserted but with the
brackets already bonded. Fluorescence loss was analyzed after 3
(T1), 7 (T2), 14 (T3), and 28 days (T4) and compared to the baseline
loss (T0) for each of the four study groups (A to D). Kruskal–Wallis
and Mann–Whitney U tests were used to compare the results for
statistical significance.
Results. The lowest percentages of fluorescence loss both at
baseline and during the follow-up assessments was found in
group C. While all three experimental groups (B, C, D) presented
Ziel. Ziel dieser Untersuchung war es, in situ den Mineralverlust
zweier selbst konditionierender Systeme im Vergleich zu konventioneller Schmelzätzung zu untersuchen.
Material und Methodik. Von 15 Probanden (23–32 Jahre, 8
männlich, 7 weiblich) wurde für 28 Tage (≥20 h/Tag) eine herausnehmbare Drahtbogen-Kunststoff-Schiene getragen, die an den
Unterkieferseitenzähnen befestigt war und in die beidseits bukkal
humane Schmelzproben von extrahierten Weisheitszähnen eingearbeitet waren. Auf jeder Seite wurde eine unbehandelte
Schmelzprobe mitgeführt (Gruppe A). Zwei selbst konditionierende Adhäsivsysteme [iBond™ Gluma® inside (Gruppe B) und Fluorid freisetzendes Transbond™ Plus Self Etching Primer (Gruppe C)]
und ein konventionelles Schmelzätzverfahren [35%ige Phosphorsäure mit Transbond™ XT (Gruppe D)] wurden verwendet, um
Brackets (Victory APC™ II) zu befestigen.
Der Mineralverlust wurde mittels quantitativer Lichtfluoreszenz
(Inspektor Pro Intraoral Fluorescence Camera, Inspektor Research
Systems BV) unter standardisierten Bedingungen extraoral als
Fluoreszenzverlust (∆F) in % bestimmt. Die Baseline-Messung (T0)
erfolgte nach Bracketbefestigung und vor Eingliederung der
Schiene. Jeweils nach 3 (T1), 7 (T2), 14 (T3) und 28 (T4) Tagen wurde der prozentuale Fluoreszenzabfall der verwendeten Systeme
mit den Baseline-Werten quantitativ verglichen. Die Ergebnisse
wurden mit dem Kruskal-Wallis-Test und dem Mann-Whitney-UTest auf Signifikanz untersucht.
Ergebnisse. Transbond™ Plus zeigte sowohl in der Ausgangsmessung als auch in den weiteren Verlaufskontrollen die geringsten Fluoreszenzverluste. Über den Beobachtungszeitraum von 28
Tagen war für alle Adhäsivsysteme insgesamt eine Abnahme des
Fluoreszenzverlustes, also eine Remineralisation, zu verzeichnen.
Diese war bei Transbond™ Plus am größten. Der Kruskal-WallisTest ergab keine signifikanten Unterschiede zwischen den 3 Grup-
Department of Orthodontics, Dentofacial Orthopedics and Pedodontics, Charité - Center for Dentistry, Oral Medicine and Maxillofacial Surgery, Berlin
Received: 30 August 2013; accepted: 8 January 2014;
published online: 25 August 2014
358
J Orofac Orthop 2014 · No. 5 © Springer-Verlag Berlin Heidelberg
J Orofac Orthop 2014; 75:358-373
DOI 10.1007/s00056-013-0223-9
Visel et al. Traditional acid etching versus self-etching primer
total decreases in fluorescence loss after 28 days, indicating remineralization, the decrease in group C was the largest. The Kruskal–
Wallis test yielded no significant differences between the three
groups other than a significantly lower percentage of fluorescence loss in group C than in group D during the last assessment
(T4). The untreated samples of control enamel (group A) revealed
increasing percentages of fluorescence loss over the entire study
period.
Conclusion. Use of the self-etching primers (groups B and C) was
not associated with patterns of enamel demineralization different
from those noted after traditional etching with phosphoric acid
(group D). The only significant difference we observed was between the self-etching fluoride-releasing primer (group C) and
traditional etching (group D) at the final assessment (T4). Thus,
the fluoride-releasing system Transbond™ Plus was advantageous.
Keywords
pen. Lediglich bei der Abschlussmessung nach 4 Wochen war der
Fluoreszenzverlust bei den mit Transbond™ Plus befestigten Proben signifikant geringer als bei den Proben, die mit konventioneller Schmelzätztechnik vorbehandelt worden waren. Die unbehandelten Schmelzproben wiesen während des gesamten Beobachtungszeitraumes einen zunehmenden Fluoreszenzverlust auf.
Schlussfolgerung. Die Demineralisation des Zahnschmelzes bei
den untersuchten selbst konditionierenden Adhäsiven (Gruppe B
und C) unterscheidet sich nicht von der der konventionellen Konditionierung mittels Phosphorsäure (Gruppe D). Ein signifikanter
Unterschied war lediglich bei der Abschlussmessung nach 4 Wochen zwischen Transbond™ Plus (Gruppe C) und der konventionellen Ätztechnik (Gruppe D) zu verzeichnen. Das Fluorid freisetzende System Transbond™ Plus ist daher vorteilhaft.
Schlüsselwörter
Selbst konditionierende Adhäsive · White-Spot-Läsionen ·
Demineralisation · Quantitative Lichtfluoreszenz
Self-etching primers · White-spot lesions · Demineralization ·
Quantitative light fluorescence
Einleitung
Introduction
All orthodontic treatments with fixed appliances are associated
with a risk that carious lesions may develop adjacent to
bonded brackets [5, 36, 41, 46, 67]. Difficult access for hygiene
instruments and the presence of retentive niches promote food
impaction and the adhesion of bacterial plaque [6, 23, 43]. Increased plaque accumulation in the area of the bracket base
may cause the adjacent enamel to demineralize [19, 33, 43, 44,
62], and inadequate oral hygiene may lead to the development
of white spots as a sign of superficial enamel demineralization
within a few weeks of treatment [20, 42, 47]. White-spot lesions go hand in hand with mineral loss. Demineralization
starts on the surface but can progress and ultimately turn into
deep carious lesions [13].
Jede kieferorthopädische Behandlung mit festsitzenden Apparaturen ist mit einem erhöhten Risiko der Kariesentstehung im
Bracketumfeld verbunden [5, 36, 41, 46, 67]. Durch eine erschwerte Mundhygiene und die erhöhte Anzahl an Retentionsnischen kommt es zu vermehrter Anlagerung von Speiseresten und bakterieller Plaque [6, 23, 43]. Die erhöhte Plaqueakkumulation im Bereich der Bracketbasis kann zu Demineralisationen im umliegenden Zahnschmelz führen [19, 33, 43,
44, 62]. Bei unzureichender Mundhygiene können bereits wenige Wochen nach Beginn der Therapie oberflächliche
Schmelzdemineralisationen, sog. White Spots, auftreten [20,
42, 47]. White-Spot-Läsionen gehen immer mit Mineralverlust
einher. Aus den zunächst oberflächlichen Demineralisationen
können schließlich profunde kariöse Läsionen entstehen [13].
Visel et al. Konventionelle versus selbstkonditioniernde Schmelzadhäsivsysteme
These developments adjacent to brackets are an undesirable
side effect of treatment with multibracket appliances [19, 37, 39,
43, 45, 48], and minimizing it is of utmost importance. Little is
known about the role that different enamel-conditioning systems may have in this context. Of the various diagnostic tools
available to reveal white-spot lesions adjacent to brackets, quantitative light-induced fluorescence (QLF) is a reproducible and
sensitive method to quantify and monitor enamel lesions on
smooth surfaces in particular [65]. Several studies have confirmed that fluorescent behavior as observed via QLF allows
valid conclusions to be drawn about ongoing de- and remineralization phenomena [1, 2, 64].
Traditional bonding continues to be regarded as the standard
approach to bracket fixation. The enamel surface is first cleaned
and then conditioned with 35% phosphoric acid at the site to be
bonded. This etchant is then allowed to remain in place for 15–
30 s according to the various manufacturers’ recommendations
and is then rinsed off the surface with water, followed by oil-free
drying of the enamel surface until it takes on a white, matte appearance [29]. In addition to this conventional etching technique, self-etching bonding agents are available for enamel conditioning whose use eliminates the need for previous enamel
etching with phosphoric acid.
These systems are now well established and there is evidence
that they offer the same as or even better outcomes in terms of
bonding strength and etch patterns than the traditional acidetch technique [5, 11, 28, 46]. What remains unclear is the demineralization behavior of these self-etching systems. Hence, the
objective of this study was to compare two self-etching primer
systems to the traditional acid-etch technique with regard to
enamel demineralization adjacent to brackets.
Materials and methods
Study approval was obtained from the institutional ethics
board (Charité—Universitätsmedizin Berlin; application ID:
EA4/113/10).
Inclusion criteria were
z at least 18 years old,
z not less than 12 teeth in the mandible, and
z scored <10 in the papillary bleeding index (PBI) according
to Lange et al. [35] and <25% for proximal plaque index
(API) according to Saxer and Mühlemann [55].
Exclusion criteria were
z periodontitis and caries,
z alcohol abuse,
z heavy smokers (>10 cigarettes a day),
z antibiotic intake during the 4 weeks of wearing the appliance,
z polymethyl or monomethyl methacrylate allergies,
z removable dentures or orthodontic appliances (except for
bonded retainers), or
z participation in other studies imposing limitations on oral
hygiene.
360
White Spots und Karies im Bracketumfeld sind unerwünschte Nebenwirkungen bei der Behandlung mit Multibracketapparaturen [19, 37, 39, 43, 45, 48]. Die Reduktion dieser Nebenwirkung ist von großer Bedeutung. Bisher ist nicht hinreichend
geklärt, welchen Einfluss die Verwendung verschiedener Systeme zur Schmelzkonditionierung auf diese Nebenwirkung hat.
Zum Nachweis von White Spots im Bracketumfeld stehen
unterschiedliche diagnostische Mittel zur Verfügung. Die quantitative Lichtfluoreszenz (QLF) ist eine reproduzierbare und
sensitive Methode zur Quantifizierung und Verlaufsbeobachtung von Schmelzläsionen, insbesondere an Glattflächen [65].
Verschiedene Untersuchungen konnten bestätigen, dass anhand des mittels QLF beobachteten Fluoreszenzverhaltens
Rückschlüsse auf De- und Remineralisationsprozesse möglich
sind [1, 2, 64].
Die konventionelle Adhäsivtechnik gilt heute als Standardverfahren bei der Bracketbefestigung. Nach Reinigung der
Schmelzoberfläche erfolgt die Konditionierung mittels 35%iger
Phosphorsäure an der zu beklebenden Stelle. Die Einwirkzeit
beträgt je nach Herstellerangaben 15−30 s. Anschließend wird
die Säure mit Wasser abgespült und die Schmelzoberfläche mit
ölfreier Luft getrocknet, bis sie matt weiß erscheint [29].
Neben der konventionellen Schmelzätztechnik stehen selbst
ätzende Adhäsivsysteme zur Schmelzkonditionierung zur Verfügung, bei deren Anwendung die vorherige Schmelzätzung
mittels Phosphorsäure entfällt. Diese Systeme sind mittlerweile
hinreichend etabliert und sollen bei Zeit- und Kostenersparnis
gleiche Ergebnisse hinsichtlich Haftkraft und Ätzmuster erzielen wie die konventionelle Schmelzätztechnik, oder sogar bessere [5, 11, 28, 46]. Unklar ist gegenwärtig das Demineralisationsverhalten der selbst konditionierenden Systeme. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, 2 selbst konditionierende Adhäsivsysteme mit der konventionellen Schmelzätztechnik im Hinblick auf
Demineralisationen im Bracketumfeld zu vergleichen.
Material und Methodik
Die Studie wurde von der Ethikkommission der Charité –
Universitätsmedizin Berlin genehmigt (Antragsnummer:
EA4/113/10).
Probanden und Materialien
Anhand folgender Kriterien wurde die Eignung für die Teilnahme an der Studie ermittelt.
Einschlusskriterien
z Mindestalter 18 Jahre
z nicht weniger als 12 Zähne im Unterkiefer
z Papillenblutungsindex (PBI nach Lange et al. [35]) <10 und
approximaler Plaqueindex (API nach Saxer u. Mühlemann;
[55]) <25%
Ausschlusskriterien
z Parodontitis und Karies
z Alkoholabusus
z starkes Rauchen (>10 Zigaretten/Tag)
Fig. 1 8 Mandibular appliance with enamel samples in both posterior
vestibules
Abb. 1 8 Unterkiefer-Schiene mit beidseits bukkal eingearbeiteten
Schmelzproben
A total of 23 individuals responded to an invitation to participate, 15 of whom met the inclusion criteria. The mean age of
these participants was 26.8±2.4 years. They participated in
professional tooth-cleaning sessions, and bimaxillary impressions were taken in all of them. At this time they were given
detailed information about the study procedure by the principal investigator. Each participant also received information in
writing.
Passive archwire/resin appliances were fabricated for use in
the mandible of each individual (Fig. 1). This appliance comprised a lingual retaining device made of resilient steel wire (diameter 0.9 mm; Dentaurum, Ispringen, Germany) leading into
a buccal shield of transparent resin (Orthocryl®, Dentaurum) in
each posterior vestibule that featured four concavities to accommodate enamel samples vestibular to the molars.
These samples were derived from 120 impacted third molars
that had been extracted from adolescent or young adult patients
(<25 years) and collected at the Oral Surgery Unit of our Berlin
center and in three Berlin-based dental offices, where they had
been cleaned and stored in a 0.5% chloramine-T bacteriostatic
solution at RT (23±2°C) for at least 1 week immediately after
extraction, followed by storage in water (as defined in DIN ISO
3696, quality 3) in a refrigerator (4±2°C). Each of these teeth
was used to sample one rectangular piece (5×6 mm in size and
2±0.3 mm high) from the buccal crown surface with a diamond
bur for incorporation into the appliance. The resultant enamel
samples were then subjected to plasma sterilization to kill microorganisms [21].
These enamel samples were randomly assigned to 4 groups
(n=30):
z group A: control group (untreated),
z group B: iBond™ Gluma® inside self-etching primer (Heraeus Kulzer, Hanau, Germany),
Fig. 2 8 Distribution of enamel samples in each posterior vestibule A
blank controls, B self-etching nonfluoride primer (iBond™ Gluma® Inside),
C self-etching fluoride-releasing primer (Transbond™ Plus), D traditional
etching with 35% phosphoric acid + Transbond™ XT
Abb. 2 8 Schmelzprobenanordnung im Vestibulum: A unbehandelte
Kontrollgruppe, B “self-etching non-fluoride primer” (iBond™ Gluma® Inside), C “self-etching fluoride-releasing primer” (Transbond™ Plus), D konventionelle Schmelzätztechnik (35%ige Phosphorsäure und Transbond™
XT)
z Einnahme
von Antibiotika während der vierwöchigen Tragedauer der Schiene
z Allergien gegen Polymethylmethacrylat oder Monomethylmethacrylat
z herausnehmbarer Zahnersatz und kieferorthopädische Geräte mit Ausnahme von geklebten Retainern
z Teilnahme an anderen Studien, in deren Folge die Mundhygiene eingeschränkt ist
Auf das Angebot, an der Studie teilzunehmen, meldeten sich
23 Personen, von denen 15 die Einschlusskriterien erfüllten.
Das Durchschnittsalter betrug 26,8±2,4 Jahre. Bei jedem Teilnehmer wurde eine professionelle Zahnreinigung durchgeführt und eine Abformung von Ober- und Unterkiefer genommen. Im Verlauf dieser Vorbereitungen erfolgte eine detaillierte Aufklärung über das Procedere durch den Prüfarzt.
Jeder Proband erhielt eine Teilnehmerinformation in schriftlicher Form.
Auf Gipsmodellen wurden passive Drahtbogen-KunststoffSchienen für den Unterkiefer angefertigt (Abb. 1). Lingual der
Zahnreihe wurde eine Haltevorrichtung aus federhartem Stahldraht (Durchmesser 0,9 mm, Dentaurum, Ispringen, Deutschland) gefertigt, die vestibulär der Molaren beidseits in je ein
Kunststoffschild aus transparentem Kunststoff (Orthocryl®,
Dentaurum) mündete. In die Kunststoffschilder wurden je 4
Vertiefungen zur Aufnahme der Schmelzproben eingelassen.
Für die Herstellung der Proben wurden 120 retinierte
menschliche Weisheitszähne von jugendlichen oder jungen erwachsenen Patienten (<25 Jahre) verwendet, die zuvor in der
oralchirurgischen Abteilung des CharitéCentrums für Zahn-,
Mund- und Kieferheilkunde sowie in 3 Berliner Zahnarztpraxen gesammelt worden waren. Unmittelbar nach Extraktion/
Osteotomie wurden die Zähne unter fließendem Wasser gereinigt und anschließend für mindestens eine Woche in bakteriostatischer 0,5%iger Chloramin-T-Lösung bei Raumtemperatur
(23±2°C) gelagert. Danach wurden sie in Wasser nach DIN ISO
3696, Qualität 3, im Kühlschrank (4±2°C) aufbewahrt. Zur Auf-
361
Fig. 3 8 Close-up view of the test configuration, including (1) QLF handpiece, (2) supports ensuring standardized positions, and (3) a control
sample of enamel not holding a bracket (group A)
Abb. 3 8 Nahaufnahme des Versuchsaufbaus mit (1) dem QLF-Handstück, (2) Haltevorrichtungen, um identische Messpositionen zu
gewährleisten, und (3) einer Schmelzprobe ohne Bracket (Gruppe A)
z group C: Transbond™ Plus self-etching primer (3M
Unitek™, Seefeld, Germany), and
z group D: traditional acid-etching with 35% phosphoric acid
(Etching Gel, 3M Unitek™, Seefeld, Germany) followed by
application of Transbond™ XT (3M Unitek™).
Each appliance included one sample from each group in each
posterior segment, for a total of eight enamel samples (Fig. 2).
The enamel surfaces in the experimental groups (B, C, D) were
conditioned as recommended by the aforementioned bonding-agent manufacturers and were then fitted with brackets
(APC™ II Victory Series Brackets) for lower incisors featuring
a 0.018” slot (3M Unitek™, Seefeld, Germany). After carefully
removing all excess material with a dental probe, a polymerization lamp (Ortholux LED Curing Light; 3M Unitek™) was
applied from the mesial and distal for 20 s. each. Sticky wax
was used to retain the enamel samples inside the appliance.
All participants were provided with a standardized dentifrice
(Elmex®; GABA, Lörrach, Germany) and soft brush (Elmex®
Inter X; GABA). They were required to wear the appliance for at
least 20 h daily over the study period (28 days) and to remove it
prior to eating, brushing, smoking and drinking coffee. They
also received a container to hold the appliance while not in use
and a diary to keep track of wear times. They were instructed to
carry on with oral hygiene as usual using the dentifrice provided, and to manually clean the appliance, including the incorporated enamel samples, with the provided brush under running
water for a maximum of 1 min once a day.
A baseline evaluation (T0) was carried out after bonding the
brackets. From there until the final evaluation after 28 days (T4),
three intermediate evaluations were conducted (after
3/7/14 days = T1/T2/T3) by retrieving each appliance and removing the enamel samples with a laboratory instrument
(Lecron). The samples were then cleaned with a toothbrush
362
Fig. 4 8 QLF analysis: The process is initiated by manually outlining the
region of interest via clicks with a pointing device so that the entire outline is located within sound enamel and the bracket is included in the lesion. As a result, the differential fluorescence loss is shown in colors ranging from blue (minor loss) to yellow (severe loss)
Abb. 4 8 QLF-Analyse: Der Prozess wird manuell initiiert, indem der zu
untersuchende Bereich per Mausklick festgelegt wird, wobei sich die Umrisslinie im gesunden Schmelz befindet. Das Bracket wird in die Läsion
einbezogen. Der unterschiedliche Fluoreszenzverlust wird in verschiedenen Farben (blau geringer, gelb hoher Fluoreszenzverlust) dargestellt
nahme in die Schiene wurde mithilfe eines diamantierten Bohrers aus der bukkalen Kronenfläche jedes Zahnes je eine Probe
in Form eines Rechteckes (5×6 mm, Höhe 2±0,3 mm) gewonnen. Zur Abtötung von Mikroorganismen wurden die Proben
plasmasterilisiert [21].
Die in die Studie eingeschlossenen Proben wurden randomisiert den 4 Versuchsgruppen (n=30) zugeteilt:
z Gruppe A: Kontrollgruppe (unbehandelt)
z Gruppe B: iBond™ Gluma® inside (Heraeus Kulzer, Hanau,
Deutschland)
z Gruppe C: Transbond™ Plus Self Etching Primer (3M Unitek™, Seefeld, Deutschland)
z Gruppe D: klassische Schmelzätzung mit 35%iger Phosphorsäure (Etching Gel, 3M Unitek™, Seefeld, Deutschland)
und anschließend Auftrag von Transbond™ XT Primer (3M
Unitek™, Seefeld, Deutschland)
Jede Schiene enthielt 8 Proben, je 2 aus jeder Gruppe, von
denen je eine rechts und links angebracht war (Abb. 2). Der
Zahnschmelz wurde entsprechend der Gebrauchsanweisung
der Adhäsivsysteme vorbereitet. Anschließend wurden die
Proben der Gruppen B, C und D mit Brackets versehen. Das
Kleben der Brackets erfolgte nach Herstellerangaben. Als Brackets kamen APC™ II Victory Series Brackets für untere Inzisivi mit 0,018” Slot (3M Unitek™, Seefeld, Deutschland) zum
Einsatz. Überschüssiges Adhäsiv wurde vor der Polymerisation mittels Polymerisationslampe (Ortholux™ LED Curing
Light 3M Unitek™, Seefeld, Deutschland) mit einer zahnärztlichen Sonde sorgfältig entfernt. Die Polymerisation erfolgte je-
Tab. 1 Median percentages of fluorescence loss on enamel
samples holding brackets associated with different bonding techniques (groups B, C, D) or on blank control samples (group A)
Tab. 1 Medianwerte des Fluoreszenzverlustes (%) von Schmelzproben, auf die Brackets mit verschiedenen Adhäsivsystemen
(Gruppe B, C, D) befestigt wurden. Zusätzlich gab es eine unbehandelte Kontrollgruppe (Gruppe A)
T0 (%)
T1 (%)
T2 (%)
T3 (%)
T4 (%)
ΔT0: T4
A
−6.02
−6.19
−6.28
−6.29
−6.58
−0.56
B
−67.70
−67.85
−66.40
−65.00
−64.90
+2.80
C
−66.90
−65.60
−64.75
−64.10
−63.00
+3.90
D
−68.20
−67.15
−66.60
−66.10
−66.00
+2.20
A control, B self-etching non-fluoride primer (iBond™ Gluma® Inside), C selfetching fluoride-releasing primer (Transbond™ Plus), D traditional etching with
35% phosphoric acid + Transbond™ XT.
(Elmex® Inter X) under running water, followed by storage in
distilled water for 1 h to prevent an increase in fluorescence by
dehydration [65]. After assessment by QLF as described below,
the samples were reattached to the appliance, followed by disinfection in 70% alcohol and reinsertion no later than 8 h after
retrieval.
Quantitative light fluorescence
Quantitative light fluorescence (QLF) is a noninvasive optical
method to detect caries, which utilizes the natural fluorescence
of teeth [34, 52]. It works on the principle that mineral loss
due to carious decay measurably alters the fluorescence of dental hard tissue [14, 64]. Indeed, the fluorescence behavior of
enamel is directly proportional to its mineral content [18]. A
fluorescence camera designed for intraoral application (Inspektor Pro; Inspektor Research Systems, Amsterdam, Netherlands) was used for image acquisition with the samples placed
orthogonal to the light-beam axis and the enamel surface facing upward. A specially fabricated holding device of silicone
and resin ensured that the sample’s distance from the light
source and the camera remained constant without requiring
additional vertical adjustment (Fig. 3).
QLF analysis software (v. 2.0.0.30; Inspektor Research Systems) was used to quantify the lesions. This process was initiated
by manually outlining the region of interest via clicks with a
pointing device so that the entire outline was located within
sound hard tissue including both the bracket and around 1 mm
of surrounding enamel. This area was defined once for each
sample at T0 and was then recalled during the evaluations at
T1–T4 (Fig. 4). Once the sample had been correctly positioned
and identified, the software would automatically launch the imaging process and select and store the image which most closely
matched the baseline image.
Lesions were quantified by two-dimensional linear interpolation between boundaries verified as sound, calculating the per-
weils für 20 s von mesial und distal. Mit Klebewachs wurden
die Proben in der Schiene fixiert.
Alle Probanden wurden mit der gleichen Zahnpasta (Elmex®,
GABA, Lörrach, Deutschland) sowie einer weichen Zahnbürste
(Elmex® inter x, GABA) ausgestattet. Die Gesamttragedauer betrug 28 Tage, wobei eine tägliche Tragezeit von mindestens 20 h
eingehalten werden sollte. Zum Essen, Zähneputzen, Rauchen
und Kaffeetrinken sollte die Schiene herausgenommen werden.
Zur Lagerung der Schiene außerhalb der Tragezeiten bekam jeder Proband eine Zahnspangendose. Außerdem erhielten die
Probanden ein Tagebuch zur Dokumentation der Tragezeiten.
Eine manuelle Reinigung der Schiene und der darin befindlichen Proben erfolgte einmal täglich für maximal eine Minute
mit der oben genannten Zahnbürste unter fließendem Wasser.
Die Mundhygiene der Probanden sollte unter Verwendung der
ausgegebenen Zahnpasta wie gewohnt durchgeführt werden.
Nach Bracketbefestigung wurde die Baseline-Messung vorgenommen. Zwischenmessungen fanden jeweils nach 3, 7 und
14 Tagen statt und liefen wie folgt ab:
Die Schiene wurde dem jeweiligen Probanden abgenommen
und nach spätestens 8 h wieder eingegliedert. Mit einem zahntechnischen Instrument (Lecron) wurden die Proben aus der
Schiene entfernt. Nach Reinigung mit einer Zahnbürste (Elmex® inter x) unter fließendem Wasser wurden sie für eine
Stunde in destilliertem Wasser gelagert, um eine Dehydratation
zu vermeiden, die eine Vergrößerung der Fluoreszenz verursacht [65]. Dann erfolgte die jeweilige Messung mittels quantitativer Lichtfluoreszenz. Nach Wiederbefestigung der Schmelzproben in der Schiene und anschließender Desinfektion in
70%igem Alkohol wurde die Schiene wieder eingegliedert. Die
Abschlussmessung erfolgte nach 28 Tagen.
Quantitative Lichtfluoreszenz
Die quantitative Lichtfluoreszenz (QLF) ist eine nichtinvasive
optische Methode zur Kariesdiagnostik, die auf der natürlichen Fluoreszenz des Zahnes basiert [34, 52]. Das Verfahren
beruht darauf, dass Mineralverlust, verursacht durch kariöse
Zerstörung der Zahnhartsubstanz, zu einer Änderung der Fluoreszenz der Zahnsubstanz führt, die gemessen werden kann,
wenn sie Licht ausgesetzt ist [14, 64]. Das Fluoreszenzverhalten des Schmelzes steht dabei in direktem Verhältnis zu dessen
Mineralgehalt [18]. Zur Aufnahme der Fluoreszenzbilder
wurde die Probe mit der Schmelzoberfläche nach oben, orthogonal zur Achse des Lichtstrahls, auf dem Tisch positioniert.
Eine zuvor gefertigte Haltevorrichtung aus Silikon und Kunststoff gewährleistete einen gleich bleibenden Abstand der Probe
zur Lichtquelle und zur Kamera, sodass keine weitere vertikale
Adjustierung nötig war (Abb. 3).
Mit der QLF-Analyse-Software Version 2.0.0.30 (Inspektor
Dental Care BV, Amsterdam, Niederlande) erfolgte die Quantifizierung der Läsionen. Zunächst wurde der zu untersuchende
Bereich manuell per Mausklick umfahren, wobei die Ränder
sich in gesunder Zahnhartsubstanz befanden. Dieser Messbereich beinhaltete das Bracket sowie den umliegenden Zahnschmelz in ca. 1 mm Abstand um das Bracket und wurde für
363
80
70
Fluorescence loss (%)
60
##
#
#
50
40
30
20
10
#
0
Group
Time
-62 0
#####
##
###
B
A
2
C
T0
4
D
A
6
B C
T1
8
10
D
A
##
B
C
T2
D
Time (days)
16
12
14
A
#
B
C
D
A
22
24
T3
18
20
B C
T4
26
D
Fig. 5 9 Median percentages of fluorescence loss
in all groups (Tab. 1)
Abb. 5 9 Median des Fluoreszenzverlustes in %
aller Gruppen (Tab. 1)
28
-63
TransbondTM Plus (group C)
Fluorescene loss (%)
-64
-65
iBond TM (group B)
-66
Traditional etching (group D)
-67
-68
-69
centage of fluorescence loss (ΔF) as the average fluorescence
difference in the lesion. The software thus calculates the difference (ΔF) between the intensity of green fluorescence at a specific point on the image and the intensity of a virtual reconstruction of sound enamel at the same point. Each point in the image
whose fluorescence loss exceeded a specific threshold was displayed in a color ranging from dark blue (minor loss) to yellow
(severe loss). Since assessment of bilateral deviations had yielded no significant differences, the samples in the right and left
posterior vestibules were pooled for analysis.
Preliminary experiments had been conducted to evaluate
the reliability of these QLF assessments and the interrater
agreement on their results. The Dahlberg formula was used to
determine method error [12]. We observed thereby that the
364
Fig. 6 9 Median percentages of fluorescence loss
over time, focusing on the three experimental
groups with bonded brackets (B, C, D). Increases
indicate ongoing remineralization (Tab. 1)
Abb. 6 9 Änderung des Fluoreszenzverlustes über
die Zeit für die 3 Versuchsgruppen, die mit Brackets versehen waren (Gruppe B, C, D). Anstiege verweisen auf Remineralisationsprozesse (Tab. 1)
jede Probe einmal während der Ausgangsmessung festgelegt
und dann für jede weitere Messung verwendet (Abb. 4). Sobald
die Probe korrekt positioniert und identifiziert worden war,
wurde die Aufnahme durch die systeminterne Software gestartet. So wurde automatisch die am besten mit dem Baseline-Bild
korrelierende Aufnahme ausgewählt und gespeichert.
Durch zweidimensionale lineare Interpolation zwischen den
als gesund verifizierten Grenzen ist eine Quantifizierung der
Läsion möglich. Dabei wurde der Fluoreszenzverlust (∆F) in %
(durchschnittliche Änderung der Fluoreszenz in der Läsion) berechnet. Die Software errechnet den Unterschied (∆F) zwischen
der Intensität der grünen Fluoreszenz an einem Punkt des Bildes und der Intensität einer virtuellen Rekonstruktion von gesundem Schmelz an demselben Punkt. Jeder Punkt im Bild,
Tab. 2 Comparison of fluorescence loss on enamel samples (right and left) holding brackets associated with different bonding techniques
(groups B, C, D) or on blank control samples (group A)
Tab. 2 Fluoreszenzverlust der Schmelzproben im Seitenvergleich links und rechts
T0
T1
T2
T3
T4
Median (%)
75th percentile
25th percentile
Median (%)
75th percentile
25th percentile
Median (%)
75th percentile
25th percentile
Median (%)
75th percentile
25th percentile
Median (%)
75th percentile
25th percentile
A
Left
−6.05
0
−6.18
−6.40
−2.93
−6.83
−6.26
−5.80
−6.44
−6.18
−5.90
−6.70
−6.59
−6.01
−7.75
Right
−5.99
−2.79
−6.23
−5.95
−5.76
−6.44
−6.39
−5.69
−6.60
−6.53
−5.93
−6.82
−6.57
−6.15
−7.19
B
Left
−68.80
−65.30
−71.00
−68.30
−66.40
−69.45
−67.00
−64.55
−68.85
−66.40
−64.45
−69.05
−65.10
−64.35
−67.35
Right
−67.60
−65.55
−70.70
−66.30
−63.35
−70.00
−65.80
−63.40
−69.00
−64.20
−63.45
−68.15
−63.90
−61.45
−68.35
C
Left
−67.40
−62.65
−69.50
−65.70
−62.00
−68.55
−65.00
−59.90
−68.50
−64.00
−60.40
−65.40
−61.60
−59.30
−67.45
Right
−66.60
−65.25
−69.55
−65.50
−65.00
−68.15
−64.50
−63.40
−66.95
−65.20
−63.65
−67.00
−63.50
−62.75
−67.40
D
Left
−68.50
−66.00
−69.35
−67.90
−64.85
−68.40
−66.60
−63.55
−69.20
−65.70
−64.40
−68.25
−66.10
−63.55
−67.85
Right
−67.90
−66.95
−71.00
−67.00
−64.90
−68.60
−66.60
−64.80
−69.05
−66.20
−64.80
−67.55
−65.90
−65.05
−68.35
A control, B self-etching non-fluoride primer (iBond™ Gluma® Inside), C self-etching fluoride-releasing primer (Transbond™ Plus), D traditional etching with 35% phosphoric
acid + Transbond™ XT.
QLF assessments would yield reliable and reproducible results
both in the hands of different investigators and over multiple
repeated experiments performed by the same investigators.
Additional enhancement of reproducibility was obtained by
carrying out a software-aided calibration process prior to each
measuring cycle.
Statistical analysis
The data collected were captured in spreadsheet software
(Excel 2010; Microsoft©, Redmond, WA, USA) and analyzed
with statistical software (Destra v.10; Q-DAS, Weinheim, Germany). Values were first tested for normal distribution via the
Shapiro–Wilk test and then analyzed in accordance with their
distribution by nonparametric tests. The Mann–Whitney U
test was employed for comparison of two independent statistical samples and a Kruskal–Wallis test to compare more than
two independent samples. Results were considered significant
at p≤0.05. Quantitative characteristics were expressed as minimum, maximum, and median values.
Results
The median percentages of fluorescence loss that the various
groups of enamel samples exhibited at T0–T4 are summarized
in Tab. 1, and a side-to-side comparison of the same results is
provided in Tab. 2. While the control samples (group A) revealed a small median decrease in fluorescence over time, the
experimental samples to which brackets had been bonded
(groups B, C, D) displayed remineralization. Enamel samples
conditioned with the self-etching fluoride-releasing primer
(group C, Transbond™ Plus) showed the lowest percentages of
dessen Fluoreszenzverlust einen bestimmten Schwellenwert
überschreitet, wird mit einer Farbe markiert, die von dunkelblau (geringer Fluoreszenzverlust) bis gelb (hoher Fluoreszenzverlust) reicht.
Bei der Auswertung der Ergebnisse wurden die Proben der
rechten und linken Seite jeweils gepoolt, da eine Untersuchung
auf Abweichungen keine signifikanten Unterschiede ergab. Die
Zuverlässigkeit der QLF-Analyse und der Einfluss verschiedener Untersucher auf die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse war
zuvor in Vorversuchen untersucht worden. Mithilfe der Formel
nach Dahlberg [12] wurde der Methodenfehler ermittelt [12].
Diese Vorversuche zeigten, dass die QLF-Analyse sowohl bei
verschiedenen Untersuchern als auch bei mehreren Versuchen
eines Untersuchers zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse liefert. Außerdem gewährleistete ein softwareunterstützter
Kalibrierungsprozess vor jedem Messzyklus die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse.
Statistische Auswertung
Die erhobenen Daten wurden mit Hilfe des Tabellenkalkulationsprogrammes Microsoft© Excel 2010 (Microsoft, Redmond, USA) erfasst. Die statistische Auswertung erfolgte mit
dem Statistiksoftwareprogramm Destra, Version 10 (Q-DAS,
Weinheim, Deutschland). Die ermittelten Werte wurden zunächst mit dem Shapiro-Wilk-Test auf Normalverteilung überprüft. Anschließend wurden die Daten entsprechend ihrer
Verteilung mit non-parametrischen Tests analysiert. Beim Vergleich zweier unabhängiger Stichproben wurde der MannWhitney-U-Test verwendet. Wurden mehr als 2 unabhängige
Stichproben verglichen, kam der Kruskal-Wallis-Test zum
Einsatz. Das Signifikanzniveau wurde mit p<0,05 festgelegt.
365
fluorescence loss at all times, although none of these values
differed significantly from those obtained with the self-etching
non-fluoride primer (group B, iBond™). The only significant
difference (Mann–Whitney U test) appeared at T4. By that
time, the samples treated with the self-etching fluoride-releasing primer (group C, Transbond™ Plus) displayed significantly
lower percentages of fluorescence loss than those conditioned
by traditional acid-etching (group D, conventional treatment).
Fluorescence loss with regard to time is shown in Fig. 5. All
three experimental groups (B, C, D) demonstrated obvious increases in fluorescence, indicating remineralization. The most
substantial increases were observed in the group of enamel samples conditioned with the self-etching fluoride-releasing primer
(group C). Only comparison with the controls (group A) revealed extreme intergroup differences, while all the differences
between the experimental groups (B, C, D) were marginal. Results for these three groups are shown in Fig. 6. While all of them
showed significant decreases in fluorescence loss over the
4-week study period, none of the intergroup comparisons revealed any significant differences at T0, T1, T2, or T3. The only
significant difference appeared at T4. At that point, the samples
conditioned with the self-etching fluoride-releasing primer
(group C) exhibited significantly less loss of fluorescence than
the samples conditioned by traditional acid-etching (group D).
Each group’s fluorescence behavior over time was then examined. Fluorescence increased in all three groups (B, C, D). The
Mann–Whitney U test was used to compare fluorescence losses
observed at each assessment (T1–T4) to the loss present at baseline (T0): the loss of fluorescence in all three groups (B, C, D)
differed significantly from their baseline values after 14 days
(T3). In other words, all groups of enamel samples to which
brackets had been bonded—whether entailing conventional
acid-etching or self-etching primer application—exhibited significant remineralization adjacent to the brackets after 2 weeks
of intraoral exposure.
Discussion
Most of our study participants were dental students, and all
fulfilled the predefined set of inclusion criteria. The index (PBI
und API) scores revealed that their oral hygiene was excellent
throughout. Dentists are obviously an especially well-informed
and sensitized group in this respect, a factor also confirmed in
a study revealing lower DMFT scores and higher dental rehabilitation levels among dental students than among their peers
with no background in dentistry [30]. Thus, we can assume
that demineralization was lower in this study than in patients
with multibracket appliances. The study appliance was designed to closely reflect clinical conditions by allowing plaque
accumulation on the incorporated enamel samples. All participants used the same type of toothbrush and had received detailed instructions on how to clean the appliance and the incorporated enamel samples. Since this was done extraorally,
cleaning must have been more thorough than would be the
case in patients wearing a fixed multibracket appliance. Locat-
366
Für quantitative Merkmale wurden Minimum, Maximum und
Median bestimmt.
Ergebnisse
Die Mediane des prozentualen Fluoreszenzverlustes der Gruppen zu den verschiedenen Zeitpunkten der Messung sind als
Übersicht in Tab. 1 dargestellt, Tab. 2 zeigt die Ergebnisse im
Seitenvergleich. Die Proben der Kontrollgruppe (A) zeigten
eine geringe Abnahme der Fluoreszenz, während die Gruppen
mit Brackets (B, C und D) Remineralisationsvorgänge erkennen ließen. Sowohl zum Zeitpunkt T0 (Baseline) als auch zu
allen anderen Zeitpunkten zeigte Gruppe C (Transbond™
Plus) die geringsten Fluoreszenzverluste. Die Unterschiede zu
Gruppe B (iBond™) waren jedoch zu keinem Zeitpunkt signifikant. Verglichen mit Gruppe D (konventionelle Schmelzätztechnik) wies Gruppe C nur zum Zeitpunkt T4 signifikant geringere Fluoreszenzverluste auf (Mann-Whitney-U-Test).
Wenn man den zeitlichen Verlauf betrachtet, wird deutlich,
dass alle 3 Gruppen (B, C und D) eine zunehmende Fluoreszenz aufweisen. Diese Remineralisationsprozesse sind bei
Gruppe C (Transbond™ Plus) am stärksten.
Abb. 5 zeigt den Fluoreszenzverlust aller Gruppen über den
zeitlichen Verlauf von 4 Wochen. Extreme Unterschiede bestanden nur zwischen der Kontrollgruppe A und den übrigen Gruppen. Unterschiede zwischen den Gruppen B, C und D waren
eher marginal. In Abb. 6 sind die Gruppen B, C und D dargestellt. Die Abnahme des Fluoreszenzverlustes über den Zeitraum von 4 Wochen war bei allen 3 Gruppen (B, C und D) signifikant. Eine separate Analyse des Fluoreszenzverhaltens der 3
Gruppen untereinander für jeden Zeitpunkt ergab keine signifikanten Unterschiede zu T0, T1, T2 und T3. Lediglich zum
Zeitpunkt T4 gab es einen signifikanten Unterschied zwischen
Gruppe C und D. Das heißt, Gruppe C (Transbond™ Plus) wies
nach 4 Wochen einen signifikant geringeren Fluoreszenzverlust
auf als Gruppe D (konventionelle Schmelzätztechnik).
Anschließend wurde der zeitliche Verlauf des Fluoreszenzverlustes für jede Gruppe einzeln betrachtet. Alle 3 Gruppen (B,
C, D) wiesen eine über die Zeit zunehmende Fluoreszenz auf.
Mithilfe des Mann-Whitney-U-Tests wurde jeweils der Fluoreszenzabfall zu den einzelnen Messzeitpunkten (T1−T4) mit dem
der Baseline-Messung (T0) verglichen. Bei allen Gruppen
unterschied sich der Fluoreszenzverlust nach 14 Tagen signifikant von der Baseline-Messung. Das heißt, ab einer Tragedauer
von 2 Wochen kam es sowohl bei den Proben, die mittels konventioneller Schmelzätzung beklebt wurden, als auch bei denjenigen, bei denen selbst konditionierende Adhäsivsysteme eingesetzt wurden, zu signifikanten Remineralisationsprozessen
im Bracketumfeld.
Diskussion
Die Studienteilnehmer waren zum größten Teil Studierende
der Zahnmedizin und erfüllten die zuvor definierten Einschlusskriterien. Die erhobenen Indizes (PBI und API) bele-
ing all enamel samples in the posterior vestibule has been recommended in several studies and should allow for plaque accumulation very much like on enamel near brackets bonded
directly to posterior teeth [4, 60, 69].
The enamel samples were derived from a total of 120 human
third molars, as these teeth are readily accessible and very likely
to feature a pristine enamel structure. Furthermore, we only selected impacted teeth to ensure that no carious decay was involved, made sure that none of the buccal surfaces were visibly
damaged, and obtained control images by QLF to exclude any
samples showing mild demineralization or structural deficiencies not clinically visible. Given our effort to ensure that none of
the teeth had been exposed to an intraoral environment prior to
extraction, none of them had reached the stage of posteruptive
enamel maturation when ions from saliva and food enter any
residual micropores and defects in the crystal lattice [24]. The
enamel of impacted teeth is thus more permeable than that of
erupted teeth, although there was some compensation by the
fact that permeability diminishes once a tooth has been extracted [9]. Since the cervical area of a tooth is the last to become
mineralized [56], the enamel samples were taken from the buccal cusp slopes. Incidentally, the demineralization behavior of
impacted teeth is clinically relevant also because these teeth are
often fitted with attachments for orthodontic alignment.
All participants wore their enamel samples arranged in the
same way (Fig. 2). Although it seems unlikely that our distribution of samples could have influenced the results—given the
relatively small distance of 2.5 cm between the most mesial
(group D) and the most distal (group A) sample—one could argue that further investigations should randomize distribution.
We decided on the case number of 30 samples per group in accordance with similar experimental designs on record including
10–20 [10, 32, 50, 54] or even 5 [49] or 40 [63] samples per
group. A control group of samples not fitted with brackets was
included to explore the behavior of untreated enamel, although
future investigations should expand on this by including control
areas within samples to account for intratooth variations in
mineralization content. Our 28-day observation period was selected based on evidence that white-spot lesions occur after just
4 weeks [17, 20, 42, 43, 47]. Furthermore, these enamel samples
were collected from teeth that had been stored in a chloramineT solution [26, 31, 38, 68] and then subjected to plasma sterilization, a reliable method that preserves the structural integrity of
teeth [3, 61] and offers low-dose and low-toxicity activity, as well
as high compatibility with other medical devices [59].
Between processing steps, the samples were stored in distilled
water, whose neutral behavior ensures constant chemical composition and structure [61]. Both a self-etching fluoride-releasing primer (Transbond™ Plus) specifically developed for orthodontics and a self-etching non-fluoride primer (iBond™
Gluma® Inside) designed for universal use in restorative dentistry were tested in this study. The more pronounced remineralization observed on the Transbond™ Plus-primed samples
(group C) may be attributed to this fluoride release. The literature provides no information on either the amount of such fluo-
gen eine sehr gute Mundhygiene der Probanden. Hier muss
berücksichtigt werden, dass es sich bei Zahnmedizinern um
eine Gruppe handelt, die über eine besondere Vorbildung und
Sensibilität hinsichtlich der Mundhygiene verfügt. Dies bestätigt eine Studie, die einen geringeren DMF/T-Wert und einen
höheren Sanierungsgrad des Gebisses bei Zahnmedizinstudenten fand als in vergleichbaren Altersgruppen anderer Professionen [30]. Daher kann davon ausgegangen werden, dass
die Demineralisation bei den hier untersuchten Probanden
möglicherweise geringer ausfiel, als es bei Patienten mit Multibracketapparaturen der Fall wäre. Die verwendete Apparatur
ermöglichte eine Plaqueakkumulation auf den Schmelzproben
und kommt daher den klinischen Verhältnissen nahe. Alle
Probanden erhielten die gleiche Zahnbürste, sowie detaillierte
Informationen zum Reinigen der Apparatur. Da die Reinigung
der Proben außerhalb des Mundes stattfand, ist davon auszugehen, dass sie effizienter ausfiel als bei Patienten mit festsitzender Multibracketapparatur. Die Proben wurden jeweils vestibulär der Unterkieferseitenzähne in der Apparatur fixiert.
Diese Lokalisation wird in verschiedenen Studien empfohlen
und sollte eine Plaqueakkumulation ermöglichen, die der bei
Brackets im Seitenzahnbereich gleicht [4, 60, 69].
Für die Herstellung der verwendeten Schmelzproben wurden
120 menschliche Weisheitszähne verwendet, da sie leicht zu beschaffen sind und mit hoher Wahrscheinlichkeit eine unverletzte Schmelzstruktur aufweisen. Um Kariesfreiheit zu garantieren, wurden ausschließlich retinierte Zähne herangezogen. Es
wurde sichergestellt, dass die Zähne keine sichtbaren Schäden
an den Bukkalflächen aufwiesen. Eine Kontrollaufnahme mit
QLF diente dazu, Proben, die bereits leichte, klinisch nicht sichtbare Demineralisationen oder Substanzdefekte aufwiesen, auszusortieren. Da streng darauf geachtet wurde, dass die verwendeten Zähne präoperativ keinerlei Kontakt zum Mundmilieu
hatten, kamen nur Zähne zum Einsatz, deren posteruptive
Schmelzreifung noch nicht stattgefunden hatte. In dieser Phase
der Schmelzreifung werden verbliebene Mikroporositäten und
Defekte im Kristallgitter mit Ionen aus dem Speichel und der
Nahrung angereichert [24]. Der Zahnschmelz von retinierten
Zähnen weist also eine höhere Permeabilität auf als derjenige
von bereits eruptierten Zähnen. Diese Tatsache wurde jedoch
teilweise wieder ausgeglichen, da sich die Permeabilität nach
Extraktion eines Zahnes verringert [9]. Da die zervikalen Bereiche zuletzt mineralisiert werden [56], erfolgte die Probenentnahme im Bereich der bukkalen Höckerabhänge. Das Demineralisationsverhalten des Zahnschmelzes retinierter Zähne ist
auch von klinischer Bedeutung, da bei der kieferorthopädischen
Einordnung retinierter Zähne diese häufig mit Attachments
versehen werden.
Die Reihenfolge der Proben innerhalb der Schiene war bei
jedem Probanden gleich (Abb. 2). Da der Abstand zwischen der
am weitesten mesial gelegenen Probe (Gruppe D) und der am
weitesten distal gelegenen (Gruppe A) mit 2,5 cm verhältnismäßig gering war, ist nicht damit zu rechnen, dass die Position der
Proben innerhalb der Schiene Einfluss auf die Messergebnisse
hatte. Dennoch sollte in weiterführenden Untersuchungen auf
367
ride release stated by the manufacturer [50, 54] or about the
minimum amount of fluoride required to control demineralization of enamel near brackets [25, 53].
Paschos et al. [50] studied the effects of different bonding
agents on adjacent enamel in terms of lesion depths and mineralization losses via microtomography and polarized light microscopy. They observed no significant difference between bonding agents that either contained (Transbond™ Plus) or did not
contain (37% phosphoric acid + Transbond™ XT) fluoride; they
noted significant reductions in lesion depth and mineral loss
only on enamel treated with a glass ionomer cement (Fuji Ortho
LC). While the more pronounced remineralization seen in association with Transbond™ Plus in our study is consistent with
repeated demonstrations that fluoride-containing bonding
agents are capable in principle of releasing small amounts of
fluoride over extended periods of time [3, 10], the question remains as to how long this effect would persist in clinical practice.
Inappropriate etching times and inadequate rinsing are the
main reasons implicated in adhesive bond failure. Such inappropriate approaches can compromise the integrity of the link
created by the bonding agents [15]. Major variables include the
clinician’s experience; his or her chemical background knowledge of the various generations of bonding agents, as well as
technique sensitivity. To minimize these potential sources of error, we carefully made sure that the applicable protocols were
faithfully executed in this study. All procedures were conducted
by a single clinician taking the very same steps at each time according to each manufacturer’s instructions, thus, ruling out any
differences in results due to interindividual variation.
QLF enables quantifiable monitoring of de- and remineralization processes in vitro, in situ, and in vivo [32, 34]. Experience
with this technique is generally available for initial-lesion diagnostics on smooth surfaces. Various studies have indicated high
diagnostic potential compared to visual inspection. Shi et al.
[57] reported 94% sensitivity and 100% specificity in detecting
smooth-surface lesions at a cutoff value of 20% for fluorescence
loss. Benson et al. [7] found that QLF is superior to computeraided analysis of digital photographs in quantifying demineralization adjacent to brackets because it minimizes reflections better. Moreover, several groups have independently confirmed
higher degrees of intra- and interrater agreement [7, 51, 65].
While QLF has been used in numerous studies to quantify demineralization adjacent to brackets, those investigators have usually focused on fluorescence changes in specific areas, i.e., cervical or incisal [7, 33]. In the present study, by contrast, we focused
on the entire surroundings including the bracket. As we used the
same brackets on all samples, any fluorescence loss due to the
bracket would have been identical and hence negligible.
Sköld-Larsson et al. [58] have suggested that the main advantage of QLF is its ability to be applied directly without requiring
the brackets’ removal, but also that the brackets actually make it
easier for the system’s internal recognition program to “recognize”.
However, this does not change the fact that human decisions
are required and critical to the QLF process, notably the tasks of
368
eine randomisierte Verteilung geachtet werden. Die Anzahl der
untersuchten Proben lag in Studien mit ähnlichem Versuchsaufbau zwischen 5 [49] und 40 [63], meistens jedoch bei 10–20
Proben pro Gruppe [10, 32, 50, 54]. In der vorliegenden Arbeit
wurde deshalb eine Fallzahl von 30 Proben pro Gruppe gewählt.
In jeder Schiene wurde eine separate Kontrollgruppe ohne Bracket mitgeführt, um auch bewerten zu können, wie sich unbehandelter Zahnschmelz verhält. Hinsichtlich unterschiedlicher
Mineralisationsgehalte der Zähne wäre ein Kontrollbereich innerhalb ein und derselben Probe sicherlich auch sinnvoll gewesen. Dies sollte in weiterführenden Untersuchungen berücksichtigt werden. Da von verschiedenen Autoren nachgewiesen
werden konnte, dass bereits nach 4 Wochen White-Spot-Läsionen auftreten können [17, 20, 42, 43, 47], wurde für die vorliegende Untersuchung ein Zeitraum von 28 Tagen gewählt. Bis
zur Herstellung der Proben wurden die Zähne in Chloramin-TLösung gelagert [26, 31, 38, 68]. Zur Abtötung relevanter Mikroorganismen wurden die Proben plasmasterilisiert, da dieses
die strukturelle Integrität der Zähne nicht beeinflusst [3, 61].
Die Plasmasterilisation stellt eine geeignete Methode dar, weil
sie zuverlässig ist, niedrige Konzentrationen der sterilisierenden
Agenzien verwendet werden, und außerdem eine geringe Toxizität und eine hohe Kompatibilität mit anderen Medizinprodukten gegeben ist [59].
Zwischen allen Arbeitsschritten wurden die Proben in destilliertem Wasser aufbewahrt, da sich die chemische Zusammensetzung und Struktur der Proben in dieser sich neutral verhaltenden Lösung nicht verändern [61]. Die in dieser Studie verwendeten Adhäsivsysteme beinhalten sowohl einen rein für die
Kieferorthopädie entwickelten selbst konditionierenden Primer
(Transbond™ Plus) als auch einen zur universellen Anwendung
in der restaurativen Zahnheilkunde vorgesehenen selbst ätzenden Primer (iBond™ Gluma® inside). Das in Transbond™ Plus
enthaltene Fluorid ist möglicherweise verantwortlich für die
stärker remineralisierende Wirkung dieses Adhäsivsystems in
der vorliegenden Arbeit. Transbond™ Plus setzt nach Angaben
des Herstellers eine in der Literatur nicht beschriebene Menge
an Fluorid frei [50, 54]. Auch gibt es bisher keine Angaben dazu,
welche Menge an Fluorid mindestens benötigt wird, um einen
präventiven Effekt im Hinblick auf Demineraliationen im Bracketumfeld zu erzielen [25, 53].
Paschos et al. [50] haben in einer In-vitro-Studie den Effekt
verschiedener Adhäsive auf das Bracketumfeld untersucht. Mittels Mikrotomographie und polarisierter Lichtmikroskopie
wurde jeweils Läsionstiefe und Mineralverlust verglichen. Es
gab keine signifikanten Unterschiede zwischen fluoridhaltigen
(Transbond™ Plus) und fluoridfreien (37%ige Phosphorsäure
und Transbond™ XT) Adhäsiven. Signifikant geringere Läsionstiefen und weniger Mineralverlust wurden lediglich für die
mit Glasionomerzement (Fuji Ortho LC) behandelten Zähne
ermittelt. Dass fluoridhaltige Adhäsive prinzipiell imstande
sind, über lange Zeit Fluorid in kleinen Mengen abzugeben,
konnte bereits mehrfach gezeigt werden [3, 10]. Dies würde die
stärker remineralisierende Wirkung von Transbond™ Plus in
der vorliegenden Arbeit erklären. Es ist jedoch fraglich, ob die-
distinguishing between healthy and nonhealthy enamel, deciding whether demineralized areas are present, defining the
boundaries of a lesion, characterizing its morphology, and verifying the presence or absence of other modifiers such as adhesive remnants, calculus, plaque, moisture, light/shadow, or
enamel defects. Any valid assessment requires strict control of
these potential confounders. From our preliminary cycle of repeated measurements for this study, QLF emerged as a suitable
method that yields highly reproducible data for quantifying
demineralization. There is ample confirmation of this finding in
the literature. Pretty et al. [51] have conducted a similar study of
intra- and interrater agreement, concluding that QLF is a userfriendly and reliable method of quantifying mineral loss.
Prior to each assessment, our samples were cleaned with a
standardized toothbrush under running water to remove plaque
and any extrinsic discolorations that would have hampered image analysis. Then the samples were stored in distilled water for
1 h to prevent any dehydration that would trigger an increase in
fluorescence [65]. The setting for image acquisition was a darkened room, thus, avoiding all interference from ambient lighting
and ensuring largely constant conditions for imaging. Extraoral
imaging effectively ruled out factors that might interfere with
intraoral QLF such as gingival bleeding or stimulated secretion
of crevicular fluid. While there is adequate evidence supporting
the use of QLF for the longitudinal analysis of lesions created in
vitro [22, 52], no information is currently available about its
suitability for clinical use.
All enamel samples fitted with brackets (groups B, C, D) displayed gradually less fluorescence loss over the 4-week study
period, indicating that they underwent progressive remineralization. A possible explanation for this phenomenon is the pretreatment to which the enamel in those groups had been exposed, as it may have enlarged their surface pores, thus, allowing
the enamel surfaces to absorb more fluoride and minerals from
saliva for an initial phase of remineralization over the first few
weeks. The reverse was true of the untreated samples (group A),
which revealed a loss of fluorescence after just 3 days and a persistent trend toward demineralization for the rest of the study
period.
Holzmeier et al. [27] compared the etch patterns and depths
created by a number of self-etching primers and traditional acid-etching. Once the various products had been applied to bovine enamel samples as recommended by each manufacturer,
one bracket per group was bonded with Transbond™ XT composite. Etch depth was analyzed by confocal laser scanning microscopy after debonding, with iBond™ showing the smallest
penetration depth (0.5 μm), followed by Transbond™ Plus (8–
10 μm), while traditional enamel etching with 35% phosphoric
acid and subsequent conditioning with Transbond™ XT yielded
the most profound etch depths (15–20 μm). These results would
suggest that self-etching primers are superior to traditional acid-etching by causing less enamel loss. Yet they are not readily
comparable to our own findings, since Holzmeier et al. [27] took
their measurements directly below the bracket base after
ser Effekt auch über einen längeren Zeitraum aufrecht erhalten
bliebe.
Falsche Ätzzeit und insuffizientes Spülen werden für den Erfolg oder Misserfolg einer adhäsiven Befestigung hauptsächlich
verantwortlich gemacht. Eine falsche Vorgehensweise kann zu
Problemen bei der Verbundqualität der Adhäsive führen [15].
Wichtige Variablen sind dabei der Einfluss des Behandelnden,
dessen Erfahrung und das chemische Hintergrundwissen über
die verschiedenen Adhäsivgenerationen sowie die Techniksensitivität. Um diese möglichen Fehlerquellen bei der Anwendung
zu reduzieren, wurde in der vorliegenden Untersuchung sehr
präzise auf die Ausführung geachtet. Alle Vorgänge wurden von
einem Behandler in immer der gleichen Art und Weise gemäß
den Herstellerangaben durchgeführt. Daher sind interindividuelle Behandlerursachen für unterschiedliche Messergebnisse
ausgeschlossen.
QLF ermöglicht eine quantifizierbare Verlaufsbeobachtung
von De- und Remineralisationsprozessen in vitro, in situ und in
vivo [32, 34]. Erfahrungen mit QLF liegen zur Diagnostik initialer Läsionen an Glattflächen vor. Das hohe diagnostische Potenzial von QLF im Vergleich zur visuellen Inspektion konnte in
verschiedenen Studien belegt werden. So ermittelten Shi et al.
[57] für die Detektion von Glattflächenläsionen Sensitivitätswerte von 94% und Spezifitätswerte von 100% bei einem Grenzwert von 20% für den Fluoreszenzverlust. Eine In-vitro-Studie
von Benson et al. [7], bei der 2 Methoden zur Quantifizierung
von Demineralisationen im Bracketumfeld verglichen wurden,
kam zu dem Ergebnis, dass QLF gegenüber der computerunterstützten Analyse digitaler Fotografien überlegen ist, weil Reflektionen besser reduziert werden. Verschiedene Arbeitsgruppen
konnten außerdem unabhängig voneinander eine hohe Reproduzierbarkeit sowohl zwischen wiederholten Messungen eines
Untersuchers als auch zwischen unterschiedlichen Untersuchern nachweisen [7, 51, 65]. In der Literatur finden sich zahlreiche Studien, die QLF verwendet haben, um Demineralisationen im Bracketumfeld zu quantifizieren. Bei der Analyse der
QLF-Bilder wurden jedoch meistens bestimmte Areale, z. B.
gingivale oder inzisale Bereiche, auf Fluoreszenzveränderungen
untersucht [7, 33]. In der vorliegenden Arbeit hingegen wurde
das gesamte Umfeld einschließlich Bracket analysiert. Da für
alle Proben die gleichen Brackets verwendet wurden, ist davon
auszugehen, dass der durch das Bracket zustande kommende
Fluoreszenzverlust für alle Proben identisch und somit vernachlässigbar ist.
Sköld-Larsson et al. [58] geben als entscheidenden Vorteil
von QLF die direkte Anwendbarkeit an, ohne die Brackets zuvor
entfernen zu müssen, tatsächlich würde die systeminterne
Funktion der Wiedererkennung durch das Brackets sogar vereinfacht.
Dennoch hängt die QLF-Methode von subjektiven Entscheidungen des Untersuchers ab: der Unterscheidung von gesundem und nicht gesundem Schmelz, der Entscheidung ob demineralisierte Areale vorliegen oder nicht, der Festlegung der
Grenze einer Läsion, der Morphologie einer Läsion sowie der
Anwesenheit von zusätzlichen beeinflussenden Faktoren wie
369
debonding, whereas our approach was to analyze enamel adjacent to bonded brackets.
Numerous studies in the literature have dealt with the development of white spots during multibracket treatment. A number
of authors have confirmed that increases in white-spot lesions
do occur during such treatment, while the prevalence figures
vary widely depending on study methods and patient samples
[8, 19, 40, 43, 66]. Pancherz and Mühlich [48] identified new
white-spot lesions on 29.4% of teeth based on intraoral photographs taken before and after orthodontic treatment of 108 patients. Lovrov et al. [36] investigated the incidence of white spots
adjacent to orthodontic brackets and bands in 53 patients wearing multibracket appliances, also exploring the role of initial
tooth status and individual oral hygiene. They found that new or
more extensive lesions developed on 24.9% of all teeth, despite
the fact that professional fluoridation was provided every
6 months during follow-up examinations. Tufekci et al. [66]
analyzed white-spot lesions in 100 patients divided into
3 groups. Of the first group of patients examined immediately
after bracket placement, 11% exhibited at least one visible whitespot lesion. The second and third groups, by comparison, were
examined after 6 months and 12 months of multibracket treatment and visible lesions were detected in 38 and 46% of patients,
respectively [66].
Our study does not confirm these reported increases in whitespot lesions but, on the contrary, demonstrates gradual decreases in the loss of fluorescence indicative of ongoing remineralization. This difference can be explained, first of all, by the fact that
our study only covered a 4-week observation period, while a
fixed multibracket appliance is usually worn for 12–18 months.
In addition, our removable appliance offered better access for
cleaning, and any plaque and other deposits were thoroughly
removed from all samples to avoid compromising results prior
to each QLF assessment. Furthermore, the dietary and oral-hygiene habits of our cohort of dental students were certainly very
good, as well as our placing the enamel samples in the posterior
vestibule close to the parotid duct (with its higher rate of salivary
flow) must also have contributed not insignificantly to the development of a less cariogenic environment.
Although our findings in the three experimental groups (B, C,
D) only differed very slightly at the various assessments (T0–
T4), fluorescence loss was the least on the enamel samples treated with Transbond™ Plus (group C) at each of these times.
While this finding of consistently superior remineralization
could be due to this bonding agent’s fluoride release, it is unknown how long this reservoir will last. As it is bound to become
depleted sooner or later, this more pronounced remineralization effect will probably abate over time. Comparative data on
peribracket demineralization associated with self-etching primers versus traditional acid-etching are available from one in vitro
and one in vivo study conducted by the same study group [16,
63]. Both investigations concluded that self-etching primers,
while saving time and money, offer less protection against demineralization than the traditional method. This was found to be
especially true in patients with poor oral hygiene, while the dif-
370
Adhäsivrückstände, Zahnstein, Plaque, Feuchtigkeit, Licht,
Schatten oder Schmelzdefekte. Eine valide Auswertung erfordert daher eine strenge Kontrolle der potenziellen Störfaktoren.
In Vorversuchen konnte durch Wiederholungsmessungen die
hohe Reproduzierbarkeit der QLF-Messungen belegt werden.
Für die vorliegende Studie erschien QLF als geeignete Methode
zur Quantifizierung von Demineralisationen. Die Ergebnisse
der Vorversuche werden auch in der Literatur bestätigt. Pretty et
al. [51] haben in einer ähnlichen Untersuchung zur Intra- und
Interuntersuchervarianz festgestellt, dass QLF eine benutzerfreundliche und zuverlässige Methode für die quantitative Erfassung von Mineralverlusten ist.
Vor jeder Messung wurden die Proben mit einer Zahnbürste
(Elmex® inter x, GABA, Lörrach, Deutschland) unter fließendem Wasser gereinigt, um Plaque und extrinsische Verfärbungen zu entfernen, welche die spätere Analyse der Bilder erschwert hätten. Anschließend wurden die Proben für eine Stunde in destilliertem Wasser gelagert, um eine Dehydratation zu
vermeiden, die eine Vergrößerung der Fluoreszenz zur Folge hat
[65]. Um störende Einflüsse durch das Umgebungslicht zu vermeiden, fanden die Aufnahmen in einem abgedunkelten Raum
statt. Auf diese Weise konnten weitgehend konstante Aufnahmebedingungen geschaffen werden. Außerdem wurden die
Aufnahmen extraoral durchgeführt, daher konnten Störfaktoren, die bei der klinischen Anwendung von QLF auftreten können, wie Gingivablutungen oder verstärkte Sekretion von Sulkusfluid vermieden werden. Während die Anwendung von QLF
zur longitudinalen Auswertung von in vitro erzeugten Läsionen
hinreichend belegt ist [22, 52], stehen gegenwärtig noch Informationen über die klinische Eignung des Verfahrens aus.
Alle mit Brackets versehenen Schmelzproben wiesen einen
über den Zeitraum von 4 Wochen einen sinkenden Fluoreszenzverlust auf. Das heißt, es fand eine fortschreitende Remineralisation statt. Die unbehandelten Proben dagegen zeigten bereits nach 3 Tagen eine Abnahme des Mineralgehaltes in Form
einer Reduktion der Fluoreszenz. Hier fand also eine Demineralisation statt, die im Verlauf der Messungen weiter zunahm.
Eine mögliche Erklärung könnten die durch das Vorbehandeln
der Schmelzoberfläche vergrößerten Poren der Schmelzoberfläche der der 3 Gruppen (B, C, D) sein, die in den ersten Wochen mehr Fluorid und Mineralien aus dem Speichel aufnehmen können und dadurch zunächst remineralisieren.
Holzmeier et al. [27] haben verschiedene selbst konditionierende Adhäsive hinsichtlich Ätzmuster und Ätztiefe mit der
konventionellen Schmelzätztechnik verglichen. Die verschiedenen Produkte wurden den Herstellerangaben entsprechend auf
bovine Schmelzproben aufgebracht. Anschließend wurde jeweils ein Bracket mit Transbond™ XT Komposit befestigt. Die
Ätztiefe wurde nach Bracketentfernung mittels konfokaler Laserscanningmikroskopie bestimmt. Die geringste Penetrationstiefe zeigte iBond™ mit 0,5 μm, gefolgt von Transbond™ Plus
mit 8–10 μm. Die größte Ätztiefe wurde für die klassische
Schmelzätzung mit 35%iger Phosphorsäure und anschließender Konditionierung mit Transbond™ XT mit 15–20 μm gemessen. Diese Ergebnisse lassen die Schlussfolgerung zu, dass
ferences were much less remarkable in the presence of good hygiene [16]. What may have added to controlling demineralization more effectively was that traditional etching was combined
with additional sealing of the enamel prior to bracket bonding.
Their observation periods ranged from 18–24 months.
Our study differs from these previous investigations in that
we covered an observation period of just 4 weeks, included only
participants with good oral hygiene, and practiced more effective (extraoral) cleaning of appliances and enamel samples. All
these factors detract from the comparability of our results. Considering our relatively small number of study participants, our
findings, while capable of revealing a trend, cannot be generalized. Investigations based on larger study cohorts are therefore
required.
Conclusion
Bonding a bracket after conditioning with phosphoric acid or
a self-etching primer results in a loss of fluorescence by 54–
74% as measured by QLF. While self-etching primers do not
differ from the traditional bonding technique in inducing
demineralization of the enamel adjacent to a bracket, the
enamel samples which were conditioned with the self-etching
fluoride-releasing primer (Transbond™ Plus) displayed the
highest degree of remineralization in our study. Further investigations are needed to extrapolate these findings to the actual
clinical practice of multibracket treatment.
Acknowledgment
The authors wish to thank the manufacturers 3M Unitek, Heraeus Kulzer, and GABA for providing the materials used in
this study. They are also indebted to Michael Radeck and Dr.
Edgar Dietrich for statistical support.
Compliance with ethical guidelines
Conflict of interest. D. Visel, T. Jäcker, P.G. Jost-Brinkmann,
and T.M. Präger state that there are no conflicts of interest. All
studies on humans described in the present manuscript were
carried out with the approval of the responsible ethics committee and in accordance with national law and the Helsinki
Declaration of 1975 (in its current, revised form). Informed
consent was obtained from all patients included in studies.
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der Bracketbasis stattfand, während in der vorliegenden Studie
das Bracketumfeld untersucht wurde.
In der Literatur gibt es zahlreiche Untersuchungen zur Entstehung von White Spots im Verlauf einer Multibracketbehandlung. Verschiedene Autoren bestätigen die Zunahme von White-Spot-Läsionen während der Therapie mit Multibracketapparaturen, wobei die Prävalenz je nach Untersuchungsmethode
und untersuchtem Kollektiv stark variiert [8, 19, 40, 43, 66].
Pancherz u. Mühlich [48] verglichen die Zähne von 108 Patienten anhand von intraoralen Fotografien vor und nach kieferorthopädischer Behandlung. Bei 29,4% der beurteilten Zähne entstanden neue White Spots. Lovrov et al. [36] untersuchten die
Inzidenz von White Spots im Bracket- und Bandumfeld während der kieferorthopädischen Behandlung von 53 Patienten
mit Multibracketapparaturen. Außerdem wurde der Einfluss
des Ausgangszahnstatus sowie der individuellen Mundhygiene
ermittelt. Im Rahmen der Kontrolluntersuchungen wurde alle 6
Monate eine professionelle Fluoridierung vorgenommen. Bei
24,9% aller Zähne entstanden dennoch neue oder ausgedehntere Läsionen. Tufekci et al. [66] untersuchten die Prävalenz von
White-Spot-Läsionen bei 100 Patienten, die zuvor in 3 Gruppen
unterteilt worden waren. Bei der ersten Gruppe fand die Untersuchung unmittelbar nach dem Setzen der Brackets statt. 11%
der Patienten wiesen mindestens eine sichtbare Läsion auf. Die
zweite Gruppe wurde nach 6-monatiger Multibrackettherapie
untersucht. Hier konnten bei 38% der Untersuchten sichtbare
White-Spot-Läsionen nachgewiesen werden. Die dritte Gruppe
wurde nach 12 Monaten Therapie untersucht, bei 46% der Patienten bestanden sichtbare Läsionen [66].
Die in der Literatur beschriebene Zunahme an White-SpotLäsionen konnte in der vorliegenden Untersuchung nicht bestätigt werden. Vielmehr bedeutet der sinkende Fluoreszenzverlust, dass Remineralisationsprozesse stattfanden. Die Unterschiede lassen sich wie folgt erklären: Zunächst betrug der
Untersuchungszeitraum nur 4 Wochen, während die durchschnittliche Behandlungmit festsitzenden kieferorthopädischen
Apparaturen 12−18 Monate dauert. Außerdem war die hier verwendete Apparatur herausnehmbar und bot dadurch bessere
Reinigungsmöglichkeiten als eine festsitzende Multibracketapparatur. Weiterhin wurden alle Proben vor jeder Messung mit
QLF gründlich von Plaque und anderen Auflagerungen befreit,
um eine Verfälschung der Messergebnisse zu vermeiden.
Schlussendlich spielt sicher die Ernährung und die sehr gute
Mundhygiene der Probanden (Zahnmedizinstudenten) sowie
die Positionierung der Proben (vestibulär, nahe am Parotisausgang, wo die Speichelflussrate größer ist) eine nicht zu unterschätzende Rolle bei der Entstehung einer weniger kariogenen
Umgebung.
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Obschon sich die Adhäsivsysteme zu den einzelnen Zeitpunkten nur marginal voneinander unterschieden, war der Fluoreszenzverlust für Gruppe C (Transbond™ Plus) zu jedem
Zeitpunkt am geringsten. Das heißt, diese Proben wiesen die
stärksten Remineralisationsvorgänge auf, was darauf zurückzuführen sein könnte, dass das Adhäsivsystem Fluorid enthält.
Nicht geklärt ist jedoch, wie lange die Fluoridfreisetzung von
Transbond™ Plus anhält. Da das Fluoridreservoir irgendwann
verbraucht sein muss, kann man davon ausgehen, dass die stärker remineralisierende Wirkung im Lauf der Zeit nachlässt. In
einer In-vitro- und einer In-vivo-Studie einer Autorengruppe
wurden selbst konditionierende Adhäsive mit der konventionellen Schmelzätztechnik hinsichtlich der Entstehung von Demineralisationen im Bracketumfeld verglichen [16, 63]. Diese
Studien kamen zu dem Ergebnis, dass selbst konditionierende
Adhäsive zwar Zeit sparen und kostengünstiger sind, jedoch,
insbesondere bei Patienten mit schlechter Mundhygiene, weniger Schutz vor Schmelzdemineralisationen bieten als die konventionelle Methode. Bei den Patienten mit guter Mundhygiene
hingegen waren die Unterschiede weitaus weniger gravierend
[16]. Außerdem wurde der Zahnschmelz, der mit konventioneller Ätztechnik behandelt wurde, vor Bracketbefestigung versiegelt. Dies könnte auch dazu beigetragen haben, dass die mit
konventioneller Technik behandelten Zähne weniger Demineralisationen aufwiesen. Der Untersuchungszeitraum betrug
18−24 Monate.
Die vorliegende Arbeit unterscheidet sich dahingehend von
den oben genannten Studien, dass der Beobachtungszeitraum
nur 4 Wochen betrug. Außerdem haben ausschließlich Probanden mit guter Mundhygiene teilgenommen. Weiterhin fand die
Reinigung der Apparatur mit den darin befindlichen Proben
extraoral statt und fiel damit effizienter aus. Somit ist ein zuverlässiger Vergleich dieser Studien nur eingeschränkt möglich. Da
die Gesamtzahl der Probanden verhältnismäßig gering war,
können die Ergebnisse der vorliegenden Studie zwar eine Tendenz aufzeigen, allgemein gültige Aussagen bedürfen jedoch
weiterer Untersuchungen an einem größeren Probandengut.
Schlussfolgerung
Beim Kleben von Brackets nach Konditionierung mit Phosphorsäure oder selbst ätzenden Adhäsiven kommt es zu einem
mittels QLF gemessenen Fluoreszenzverlust von −54 bis
−74,2%. Selbst konditionierende Adhäsivsysteme unterscheiden sich nicht von der konventionellen Adhäsivtechnik hinsichtlich der Entstehung von Demineralisationen im Bracketumfeld. Die mit Transbond™ Plus behandelten Proben wiesen jedoch in der vorliegenden Studie die stärksten Remineralisationsprozesse auf und sind daher vorteilhaft. Für eine
Übertragung dieser Ergebnisse auf die tatsächliche klinische
Situation bedarf es jedoch weiterer Untersuchungen.
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Wir danken 3M Unitek™, Heraeus Kulzer und GABA für die
Bereitstellung der Materialien. Weiterhin gilt unser Dank Michael Radeck und Dr. Edgar Dietrich für die Unterstützung bei
der statistischen Auswertung.
Einhaltung ethischer Richtlinien
Interessenkonflikt. D. Visel, T. Jäcker, P.G. Jost-Brinkmann
und T.M. geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht. Alle
angewandten Verfahren stehen im Einklang mit den ethischen
Normen der verantwortlichen Kommission für Forschung am
Menschen (institutionell und national) und mit der Deklaration von Helsinki von 1975 in der revidierten Fassung von
2008. Alle Patienten wurden erst nach erfolgter Aufklärung
und Einwilligung in die Studie eingeschlossen.
Corresponding address
Dominik Visel
Department of Orthodontics, Dentofacial Orthopedics and Pedodontics, Charité - Center for Dentistry, Oral Medicine and Maxillofacial
Surgery
Assmannshauser Str. 4–6, 14197 Berlin
dominikvisel@googlemail.com
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