Auswirkungen von Wasser-Pulverstrahlgeräten auf ... - Spitta

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Auswirkungen von Wasser-Pulverstrahlgeräten auf Zahnhartgewebe und Restaurationsmaterialien

Einleitung

von Prof. Dr. Andreas Schulte, Heidelberg

Wasser-Pulverstrahlgeräte sind bereits seit längerem in zahlreichen Praxen als Hilfsmittel im Bereich der

professionellen Zahnreinigung im Einsatz. Dennoch wird im Alltag eher selten gefragt, welche Auswirkungen

sie auf die Zahnhartgewebe und die verschiedenen Restaurationsmaterialien haben. Der nachfolgende

Beitrag widmet sich dieser Thematik und zeigt auf, dass die Bearbeitung von Zahnschmelz mit

Wasser-Pulverstrahlgeräten als unbedenklich angesehen werden kann. Allerdings sollte der Einsatz der

Geräte nur bei den entsprechenden Indikationen und - hinsichtlich der Restaurationsmaterialien - nur bei

keramischen Oberflächen erfolgen. In diesem Beitrag werden auch Geräte und Pulver verschiedener

Hersteller durch den Autor benannt bzw. beurteilt.

Wasser-Pulverstrahlgeräte erfreuen sich als Hilfsmittel bei der professionellen Zahnreinigung einer

zunehmenden Beliebtheit. Derartige Geräte werden von verschiedenen Firmen z. B. Dentsply

DeTrey/Konstanz (Phrophyjet), EMS/München (Air Flow), KaVo/Biberach (Prophyflex), Satelec/Mettmann

(Prophy-Unit), Yoshida Dental c/o Hager & Werken/Duisburg (Clean Jet) angeboten. Dies erklärt das

Interesse der zahnmedizinischen Fachwelt, Informationen über Möglichkeiten und Grenzen sowie eventuelle

Gefahren (z. B. die Auslösung von Emphysemen) dieser Methode zu erhalten (19).

Die Funktionsweise von Wasser-Pulverstrahlgeräten besteht darin, dass ein Gemisch aus unter hohem Druck

stehendem Wasser und einem speziellen Pulver auf die zu reinigenden Zahnoberflächen gerichtet wird. Der

hohe Wasserdruck wird erreicht, indem das Wasser-Pulverstrahlgerät mit der Wasserzufuhr für die

zahnärztliche Turbine verbunden wird. Diese Verbindung wird hauptsächlich durch zwei Arten

bewerkstelligt. So genannte "Handygeräte" wie z. B. Air-Flow2 oder Propyflex3 (Abb. 1) verfügen über eine

Kupplung, die es ermöglicht, diese Geräte direkt auf das zum Aufsetzen von zahnärztlichen Turbinen

gedachte Anschlussstück aufzusetzen.

Abb. 1: Wasser-Pulverstrahlgeräte in Handy-Form

Für "externe" Wasser-Pulverstrahlgeräte muss ein spezieller Anschluss an der zahnärztlichen

Behandlungseinheit geschaffen werden. Die Hersteller der verschiedenen Wasser-Pulverstrahlgeräte bieten

für ihre Geräte jeweils ein eigenes Pulver an, über dessen Zusammensetzung allerdings keine ganz genauen

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Angaben gemacht werden. Man kann jedoch davon ausgehen, dass diese Pulver zu etwa 95 Prozent aus

Natrium-Bikarbonatpartikeln (NaHCO 3 ) bestehen. Daneben können auch Silikapartikel enthalten sein, wie z.

B. in dem von der Fa. EMS angebotenen Pulver. Weitere Bestandteile sind Aromastoffe sowie Zusatzstoffe,

mit deren Hilfe ein Verklumpen der Pulver vermieden werden soll. Des Weiteren unterscheiden sich diese

Pulver durch unterschiedliche Formen und Größen der in ihnen enthaltenen Partikel (Abb. 2). An dieser

Stelle sei darauf hingewiesen, dass sowohl Natrium-Bikarbonat- als auch Silikapartikel seit langem wegen

ihrer effizienten Reinigungswirkung als Schleifkörper in Zahnpasten enthalten sind.

Abb. 2: REM-Bilder von drei verschiedenen für

Wasser-Pulverstrahlgeräte gedachte Pulver. Dabei handelt es sich um

Produkte, die von den Herstellern Dentsply DeTrey (links oben),

EMS (rechts obern) und KaVo (unten)vertrieben werden

Eine professionelle Zahnreinigung muss so durchgeführt werden können, dass eine Beschädigung der zu

reinigenden Zahnhartsubstanzen, der angrenzenden und benachbarten Weichgewebe und eventuell

vorhandener zahnärztlicher Restauration vermieden wird. Seit der Vorstellung der ersten

Wasser-Pulverstrahlgeräte vor über zwei Jahrzehnten wurden verschiedene Studien zu den Auswirkungen der

Zahnreinigung mittels dieser Geräte auf Zahnhartsubstanzen und zahnärztliche Restaurationen veröffentlicht.

Teilweise erfolgten qualitative Bewertungen in der Weise, dass Proben nach der Bearbeitung mit einem

Wasser-Pulverstrahlgerät mit starker Vergrößerung im Rasterelektronenmikroskop (REM) untersucht wurde

(2,13,16). Quantitative Aussagen zu Oberflächenveränderungen beruhen in der Regel auf der Erhebung von

Messdaten zur Oberflächenrauheit (4,8,10,14,18,21). Der Anlass für eine eigene umfangreiche Untersuchung

(17) zur Frage der Auswirkung der Bearbeitung von Zahnhartsubstanzen und Restaurationsmaterialien mit

Hilfe eines Wasser-Pulverstrahlgeräts war, dass einerseits neue Wasser-Pulverstrahlgeräte (z. B. Prophyflex

2) und andererseits neue Restaurationsmaterialien (z. B. Kompomere, heißgepresste Glaskeramik) erhältlich

sind. In dieser In-vitro-Studie wurde unter standardisierten Bedingungen die Oberflächenrauheit von Proben

aus humanem Schmelz, humanem Dentin sowie von zahnärztlichen Restaurationen aus Kompomer,

Komposit, Amalgam, hochgoldhaltigem Gussmetall, heißgepresster Keramik und Sinterkeramik vor und

nach 10-sekündiger Bearbeitung mit einem Wasser-Pulverstrahlgerät bestimmt. Hierfür wurde das

Prophyflex2-Gerät (Fa. KaVo) verwendet. Die Untersuchungen wurden im Jahr 1999 mit drei verschiedenen

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Pulvern durchgeführt, die von den Firmen Dentsply DeTrey, EMS und KaVo angeboten wurden.

Im Folgenden sollen sowohl die wichtigsten eigenen Ergebnisse als auch relevante Ergebnisse aus anderen

Studien getrennt für die verschiedenen Zahnhartgewebe und Materialien präsentiert und diskutiert werden.

Zahnschmelz

Auf Grund der eigenen Untersuchungen kann man davon ausgehen, dass die Bearbeitung von Zahnschmelz

mit einem Wasser-Pulverstrahlgerät zu einer Erhöhung der mittleren Rauheitswerte um den Faktor 1,5 führt

(17,20). Diese Zunahme der Oberflächenrauheit des Schmelzes ist als gering anzusehen. Zur Bewertung

dieser Ergebnisse muss auch in Betracht gezogen werden, welche Auswirkungen die Politur mit

Prophylaxepasten auf die Oberflächenrauheit von Zahnschmelz hat. Deren Verwendung wird im Rahmen von

professionellen Zahnreinigungen allgemein akzeptiert. Allerdings sollte dabei berücksichtigt werden, dass die

auf dem Markt angebotenen Polierpasten eine unterschiedliche Abrasivität haben können und dass zum

Abschluss einer Zahnreinigung eine Polierpaste mit geringer Abrasivität verwendet werden muss. In diesem

Zusammenhang sind die Ergebnisse einer von einem anderen Autor durchgeführten Studie von großer

Bedeutung (9). Dort wurde festgestellt, dass die Bearbeitung von Zahnschmelz mit Prophylaxepasten (CCS

170 und CCS 250, Fa. Clean Chemical Sweden, Börlange/Schweden) zu einer Aufrauung führt, die

vergleichbar mit derjenigen ist, die durch die Bearbeitung mit Wasser-Pulverstrahlgeräten bewirkt wird.

Aus REM-Untersuchungen geht ferner hervor, dass die Bearbeitung von kariesfreiem Zahnschmelz mit

Wasser-Pulverstrahlgeräten zu keinen Beschädigungen der Schmelzoberfläche führt (2,13,16). Diese Aussage

erfährt lediglich in Bezug auf Schmelz mit einer initialen Demineralisation eine Einschränkung. Dieser wird

durch die Bearbeitung mit Wasser-Pulverstrahlgeräten so beschädigt, dass eine Remineralisation nicht mehr

möglich ist (18). Als praktische Konsequenz ergibt sich hieraus, dass vor allem bei Patienten mit hohem

Plaqueaufkommen und erhöhtem Kariesrisiko die Plaque nicht primär mit einem Wasser-Pulverstrahlgerät

entfernt werden darf. Vielmehr sollte bei derartigen Patienten die Plaque mit Polierkelch oder Polierbürstchen

und mit wenig abrasiver Polierpaste entfernt werden. Dies erlaubt zu beurteilen, ob eine Schmelzkaries

besteht oder nicht. Wenn sicher gestellt ist, dass keine Schmelzkaries besteht, kann bei Bedarf zusätzlich

noch ein Wasser-Pulverstrahlgerät verwendet werden.

Ein weiteres Argument für die Unbedenklichkeit der Bearbeitung von Zahnschmelz mit einem

Wasser-Pulverstrahlgerät lässt sich daraus ableiten, dass nach dessen klinischer Anwendung keine erhöhte

Zahnsteinneubildung beobachtet wurde (20). Deshalb ist die Schlussfolgerung erlaubt, dass die geringe, aber

doch messbare Zunahme der Schmelzrauheit in Folge der Bearbeitung mit Wasser-Pulverstrahlgeräten in der

Regel klinisch ohne Bedeutung ist.

Dentin

In Bezug auf das Zahnhartgewebe Dentin stellt sich die Situation ganz anders als beim Schmelz dar. Dentin

ist auf Grund seiner Struktur und Zusammensetzung wesentlich weicher als Schmelz und zeigt deshalb eine

erheblich geringere Resistenz gegen Abrasionsbeanspruchungen. Die in der bereits erwähnten eigenen Studie

gemessenen Werte zeigen, dass die Bearbeitung von Dentin mit einem Wasser-Pulverstrahlgerät im Mittel zu

einer Erhöhung der Rauheit auf das 10fache des Ausgangswertes führt (17). Andere Autoren verzichteten

sogar auf die Messung der Rauheit von Dentinoberflächen, sondern bestimmten den Substanzverlust des

Dentins, der durch die Bearbeitung mit Wasser-Pulverstrahlgeräten verursacht wird (1,2,5,9). So wurde nach

Bearbeitungszeiten zwischen 30 und 60 Sekunden ein Substanzabtrag in der Größenordnung von 0,5 mm

gemessen (1,9). Auch wenn solche Bearbeitungszeiten bei einer einmaligen klinischen Anwendung bei einem

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einzelnen Zahn nicht erforderlich sind, zeigen diese Ergebnisse doch deutlich auf, mit welchem

Substanzverlust nach wiederholten Zahnreinigungen gerechnet werden muss. Aus REM-Untersuchungen ist

ferner ersichtlich, dass kraterförmige Defekte im Dentin entstehen, wenn ein Wasser-Pulverstrahl 30

Sekunden punktförmig auf freiliegende Wurzeloberflächen gerichtet wird (1,5). Auf Grund dieser Ergebnisse

wird einmütig davon abgeraten, freiliegendes Dentin im Zahnhalsbereich mit Wasser-Pulverstrahlgeräten zu

reinigen.

Restaurationen aus Kompomer oder Komposit

Eine sehr große Aufrauung erfahren aus Kompomer hergestellte Restaurationen durch die Bearbeitung mit

einem Wasser-Pulverstrahlgerät. Hier wurde eine Zunahme der Oberflächenrauheit auf das 10fache des

mittleren Ausgangswertes festgestellt (17). Dies entspricht der Größenordnung, die bei der Bearbeitung von

humanem Dentin beobachtet wurde. Diese Ergebnisse können Angaben anderer Autoren nicht

gegenübergestellt werden, da vergleichbare Untersuchungen in Bezug auf Kompomere bisher nicht

veröffentlicht wurden.

Die Bearbeitung von Restaurationen aus Komposit mit einem Wasser-Pulverstrahlgerät führt ebenfalls zu

einer sehr hohen Zunahme der Oberflächenrauheit. Im Vergleich zu dem mittleren Ausgangswert wurde hier

eine Erhöhung auf das 6fache beobachtet (17). In Untersuchungen, die vor ca. 15 Jahren veröffentlicht

worden waren, führte die Bearbeitung von Komposit mit Wasser-Pulverstrahlgeräten sogar zu einer Zunahme

der Rauheitsmesswerte auf das 16- bzw. 25fache der Ausgangswerte (4,14). Diese Veränderungen beruhen

möglicherweise zu einem Teil auf einer Verringerung der Abrasivität der für die

Wasser-Pulverstrahlreinigung angebotenen Pulver. Eine viel größere Rolle dürfte aber spielen, dass die

Materialeigenschaften von Kompositen in den letzten Jahren u.a. im Sinne einer erheblichen größeren

Abrasionsstabilität verbessert worden sind. Dennoch muss nach wie vor von der Bearbeitung von

Kompositrestaurationen und in noch höherem Maße von Kompomerrestaurationen mit

Wasser-Pulverstrahlgeräten abgeraten werden. Sollte es sich im Einzelfall nicht vermeiden lassen, eine solche

Restauration aus dem Bearbeitungsfeld auszusparen, muss deren aufgeraute Oberfläche geglättet und poliert

werden.

Restaurationen aus metallischen Werkstoffen

Im Vergleich zu Kompositrestaurationen weisen metallische Restaurationen aus Amalgam oder

hochgoldhaltigen Gusslegierungen eine höhere Materialhärte auf. Deshalb wird verständlich, dass die

Bearbeitung derartiger Restaurationen mit Wasser-Pulverstrahlgeräten zu einer geringeren Zunahme der

Oberflächenrauheit führt als bei Kompositrestaurationen. Im Falle von Amalgam beträgt diese im Mittel etwa

das 4fache und im Falle einer hochgoldhaltigen Gusslegierung etwa das 1,5fache der Ausgangswerte

(4,14,17). Bei den metallischen Restaurationen bewirkte die Bearbeitung mit einem

Wasser-Pulverstrahlgerät, dass diese danach nicht mehr hochglänzend, sondern matt erschienen (17). Deshalb

gilt auch für Restaurationen aus diesen Materialien, dass eine Bearbeitung mit einem

Wasser-Pulverstrahlgerät zu vermeiden ist. Sollte dies im Einzelfall nicht möglich sein, so muss im

Anschluss daran eine sorgfältige Glättung der aufgerauten Restaurationsoberfläche erfolgen.

Keramische Werkstoffe

Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Restaurationsmaterialien bewirkt die Bearbeitung von

heißgepresster Glaskeramik oder von gesinterter Verblendkeramik mit einem Wasser-Pulverstrahlgerät keine

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Zunahme der Oberflächenrauheit (17). Eine solche tritt nur dann auf, wenn extreme und unter klinischen

Bedingungen nicht auftretende Bearbeitungszeiten von 120 Sekunden und mehr gewählt werden13. Auch

führt die Bearbeitung von keramischen Oberflächen mit Wasser-Pulverstrahlgeräten im Gegensatz zu den

metallischen Restaurationen nicht zu einer Änderung des Oberflächenglanzes (3,17).

Einfluss verschiedener Pulver

Wie bereits ausgeführt, wurden in den eigenen Untersuchungen drei verschiedene Pulver untersucht (17).

Dabei handelte es sich um die Pulver, die von den Herstellern der Geräte Air-Flow (Fa. EMS), Propyflex2

(Fa. KaVo) und Prophy-Jet (Fa. Dentsply DeTrey) angeboten wurden. Diese Pulver unterschieden sich nicht

in Bezug auf die aufrauende Wirkung von Zahnhartsubstanzen und zahnärztlichen Restaurationen. Zwei

dieser Pulversorten, nämlich diejenigen der Fa. Dentsply DeTrey und der Fa. EMS waren neben den Pulvern

der Fa. Satelec und der Fa. Yoshida Dental in einer Studie eines anderen Autors untersucht worden (9).

Dieser stellte fest, dass die Pulver der Firmen Dentsply DeTrey, EMS und Satelec sich in Bezug auf die

aufrauende Wirkung von Schmelzoberflächen nicht unterschieden. Im Vergleich hierzu war die aufrauende

Wirkung des Pulvers der Fa. Yoshida Dental jedoch so viel stärker, dass von dessen Verwendung abgeraten

wurde (9).

Diese Ergebnisse zeigen, dass zwar die überwiegende Zahl der Hersteller von Wasser-Pulverstrahlgeräten,

aber eben doch nicht alle die Abrasivität der von ihnen hierfür angebotenen Pulver so gestaltet, dass die

aufrauende Wirkung derjenigen entspricht, die durch die Bearbeitung von Zahnschmelz mit Bürstchen und

handelsüblichen Polierpasten bewirkt wird. Prinzipiell kann die abrasive Wirkung der Pulver auch durch

unterschiedliche technische Anordnungen der verschiedenen Wasser-Pulverstrahlgeräte beeinflusst werden.

Nach derzeitigem Kenntnisstand des Autors spielen diese Unterschiede bisher nur eine untergeordnete Rolle.

Deshalb wäre es für den klinisch tätigen Zahnarzt sehr hilfreich, wenn eine Kennzahl zur Abrasivität der

jeweiligen Pulver angegeben würde.

Schlussfolgerungen

Die Bearbeitung von Zahnschmelz mit Wasser-Pulverstrahlgeräten kann als unbedenklich angesehen werden.

Es muss jedoch von der Bearbeitung von Bezirken mit aktiver Schmelzkaries und von freiliegendem Dentin

im Zahnhalsbereich dringend abgeraten werden. Ebenso sollte man davon absehen, zahnärztliche

Restaurationen aus Kompomer, Komposit, Amalgam oder hochgoldhaltigen Gusslegierungen mit

Wasser-Pulverstrahlgeräten zu bearbeiten. Keine Bedenken bestehen bezüglich der Bearbeitung von

keramischen Oberflächen mit Wasser-Pulverstrahlgeräten. In Übereinstimmung mit zahlreichen Autoren

(6,7,9,10,11,12,15) ist es derzeit vertretbar, Wasser-Pulverstrahlgeräte für folgende Indikationen zu

verwenden:

1. Entfernung hartnäckiger, nicht plaqueassoziierter Beläge (verursacht z. B. durch den Genuss von

Tee, Kaffee, Nikotin oder Rotwein).

2. Entfernung von hartnäckigen Black-Stain-Auflagerungen im sichtbaren Bereich.

3. Reinigung der Zahnoberflächen vor Befestigung von Brackets und nach Entfernung von Brackets.

4. Entfernung von Plaque bei Patienten, die im Rahmen von kieferorthopädischen Behandlungen

bebändert worden sind.

5. Reinigung des Fissurensystems von Molaren und ggfs. Prämolaren vor Fissurenversiegelung.

Korrespondenzadresse:

Prof. Dr. Andreas Schulte

Poliklinik für Zahnerhaltungskunde

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Universitätsklinikum Heidelberg

Im Neuenheimer Feld 400

69120 Heidelberg

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