Prof. Dr. med. Hans Joachim Seidel

Institut für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin
Leiter: Prof. Dr. med. Hans Joachim Seidel
Dr.med. Dipl.Chem. Lothar W. Weber
Arzt für Arbeits-/Umweltmedizin
BA für die Univ. Ulm
Frauensteige 10, 89070 Ulm
Tel. 0731/500 33109; Fax: 500 33125
e-mail: Lothar.Weber@medizin.uni-ulm.de
1. Arbeitsmedizinisch-toxikologisches Gutachten
Arbeitsmedizinisch-toxikologische Bewertung der potentiellen Belastung
beim Druckluftstrahlen mit Korundpulvern in der Zahnmedizin durch
atembare Korundstaubanteile.
Einführung
Neben rotierenden Schleifkörpern mit
Hartmetall-, Keramik- oder Diamant als
Schleifmitteloberfläche finden zunehmend auch
Strahlmittel mit verschiedenen Schleif- und
Polierpulvern in der Zahnmedizin Anwendung.
Ihre Einsatzgebiete sind der Abtrag von kariöser
Zahnhartsubstanz, die Konditionierung von
Zahnoberflächen, sowie als Vorbereitung für das
Auflegen von Inlays, Brücken und Kronen auf
Präparationen.
Als härtestes Schleifmittel nach Diamant hat sich
Korund (Aluminium III Oxid: Al2O3) in
verschiedenen Pulverformen für die Bearbeitung
von Schmelz und Dentin bewährt.
Frauensteige 10, 89070 Ulm
Tel.: 07 31-500 33100/01, Fax: 500-33125
E-Mail: hans-joachim.seidel@.medizin.uni-ulm.de
Ulm, den 18. 1. 2001
Abb. 1:
Korundpartikel in 2.000-facher Vergrößerung.
Scharfkantige Partikel mit einem Länge-
/Breitenverhältnis von ca. 1,6 bzw. 2
Beim Pulverstrahlverfahren werden
Korundpartikel als Strahlmittel durch Druckluft beschleunigt und gebündelt über eine Düse auf die
Bearbeitungsfläche am Zahn gelenkt. Abgeprallte, verbrauchte Strahlmittel müssen wirkungsvoll aus
dem Anwendungsgebiet und dem Arbeitskreis des Zahnarztes und seiner Helfer entfernt werden. Die
angewandten Strahlmittel müssen daher hinsichtlich ihrer Partikeltoxikologie und jeweiligen
Einwirkungsgröße bewertet werden.
Für das Pulverstrahlgerät der Fa. KaVo wurden 2 Edelkorundpulver ausgewählt. Beide Korundpulver
stellen ein weißes, geruchloses Pulver dar mit der 4-fachen Dichte von Wasser und einer
Schmelztemperatur von 2040° C. Die untersuchten Chargen der beiden Korundpulver besitzen einen
mittleren Partikeldurchmesser von 38 µm (F 320) bzw. 58 µm (F 230) (Streulichtmessung nach Klotz).
Die für den Einsatz in der Zahnmedizin ausgewählten beiden Korundpulver enthalten einen minimalen
Partikelanteil von alveolar deponierbarem Feinstaub (d aerodyn. < 10 µm).
Der Hauptbestandteil beider Korundpulver weist einen Partikeldurchmesser zwischen 20 µm und 90
µm auf. Die morphologische Analyse der jeweiligen Partikel im Rasterelektronenmikroskop zeigt

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glattwandige, scharfkantige Korundpigmente mit einem Länge-/Breiteverhältnis von ungefähr 1.6 bzw.
2.
Diese Anisotropie der Korundpartikel
bewirkt eine Längsausrichtung im
Strömungsfeld bevorzugt entlang der
Strömungslinien im Überdruckbereich. Beim
teilelastischen Aufprall auf die
Zahnhartsubstanz treten deshalb die
vorderen Eckpunkte und Kanten des
Partikels bevorzugt in Wechselwirkung. Eine
korundbestrahlte Zahnoberfläche weist
daher vor allem invertierte 3 flächige
Pyramidenkegel und seltener beilartige
Kanteneindrücke bis 20 µm Kantenlänge
auf.
Hinweise auf eine weitere Fraktionierung der
Korundpartikel in Folge von Kollision mit
sich oder mit Zahnmaterial fanden sich als
dünne, partikuläre Auflagerungen in den
Abb. 2:
Die Übersichtaufnahme der Partikel zeigt eine homogene
Verteilung der Partikelgrößen. Kleine lungengängige Partikel
sind nur in geringsten unbedenklichen Mengen nachweisbar
Tälern der bearbeiteten Zahnhartsubstanz. Die auf dem Rücken des Handstücks und der Hand
vereinzelt anzutreffenden, tröpfchenartigen Partikelauflagerungen nach einer modellierten
Zahnbearbeitung enthielten keine nachweisbaren atembaren Korundpartikel.
Zum Nachweis einer möglichen Exposition gegenüber Korundstaubpartikeln – vor allem von atembaren
Anteilen – wurden simulierte Zahnbehandlungen mit intraoraler Absaugung an einem humanähnlichen
Kopfmodell ausgeführt. Beim Nachstellen der Behandlungssituation am Patienten wurden
Gesamtstaubproben in Mundnähe des behandelnden Zahnarztes sowie in Mundnähe des behandelten
Patienten gewonnen.
Während einer intraoralen
Strahlmittelanwendung im Seitenzahnbereich
von 1 bzw. 2 Minuten Dauer wurden
Gesamtstaubproben auf einem Filter (0,45 µm
Porenweite) gesammelt. Aliquote Filteranteile
wurden mit Hilfe der Elektronenmikroskopie
auf Partikel und mittels EDX Analyse auf die
Partikelzusammensetzung quantitativ untersucht.
Die gefundenen und hochgerechneten
Partikelzahlen vor dem Mund des Patienten
bzw. im Atembereich des behandelnden
Zahnarztes lagen bei allen gewonnenen
Gesamtstaubfilterproben beider
Korundstrahlmittel weit unterhalb der
gesetzlichen Grenzwerte für atembare Stäube
bzw. für Gesamtstaub.
Eine Gefährdung des Zahnarztes bzw. des
Abb. 3:
Das Strömungsbild im Versuchsaufbau zeigt, dass mit einer
guten Absaugung in der Nähe des OP-Feldes der größte
Teil des Partikelstroms (

ehandelten Patienten (Nasenatmung!) ist bei
ortsbezogener, intraoraler Anwendung der beiden
Korundstrahlmittel bei gleichzeitiger effizienter
Absaugung in Anwendungsnähe mit zeitlicher
Überlappung nicht gegeben. Die im
Bronchialsystem abgeschiedenen, größeren
Partikel (wenige 1000 / m³) werden durch die
mucociliare Clearance vollständig entfernt.
Weil Staubpartikel aus dem Strahlmittel durch
Kontakt mit Speichel und Sekreten im Mund
infektiöse Erreger vom Patienten potentiell
übertragen können, wie generell bei zahnärztlichen
Eingriffen entstehende Aerosole, muss sich der
Zahnarzt und seine Helferin durch Tragen von
Mundschutz, Augenschutz, Handschuhe und
Schutzbekleidung schützen. Vor allem bei
Arbeiten im Frontzahnbereich und vorderen
Seitenzahnbereich müssen diese Schutzmittel
ausreichend Schutz bieten bei
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Abb. 4:
Nach dem Bestrahlen der Schmelzoberfläche für 20
Sekunden mit 38 µm-Pulver zeigen sich V-förmige
Kanteneinschläge der harten Korundpartikel. Es haben sich
vor allem Kantenlängen aus den kleinen Flächen der
Korundpartikel abgebildet große Täler mit 30 µm sind recht
selten
handhabungsbedingten, möglichen intermittierenden Austritten von Partikeln und Aerosolen.
Zum Schutz der adhäsiv wirkenden Schleimhäute wird von arbeitsmedizinischer Seite das Tragen von
filtrierenden Halbmasken der Klasse P1, bei verdächtigen oder infektiösen Patienten mindestens der
Klasse P2 oder P3 sowie das Tragen von Schutzbrillen (evtl. mit Korb bei Infektiosität) generell in der
Zahnmedizin empfohlen. Zum Schutz der Haut wird das Tragen von Handschuhen (beim Halten des
Druckstrahlers sind alle Handschuhe erlaubt) und
von Schutzbekleidung empfohlen.
Atemschutz: Partikelfilter:
z.B. DIN 3181: P1
Handschutz: Schutzhandschuhe
(alle Materialien für medizinische
Handschuhe sind geeignet )
Augenschutz: Schutzbrille
(Rückprall bei Bearbeitung im
Frontzahnbereich möglich).
EU Richtlinie 93/42 /EWG
berücksichtigen. Abl. Nr. L 169 vom
12.7.1993, S. 1: Richtlinie 93/42 EWG des
Rates vom 14.Juni 1993 über
Medizinprodukte.
Änderungen/Ergänzungen: 98/79 EG –
Abl. Nr. L. 331 vom 7.12.1998).
Vor- und nachbereitende Arbeiten
Abb. 5:
Übersichtaufnahme einer Kavität nach 60 Sekunden
Bearbeitung mit dem 58 µm-Pulver.

am Druckstrahlgerät:
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Edelkorundpulver sind bei sachgemäßem Umgang und unter Beachtung der üblichen Arbeitshygiene
ohne gesundheitliche Gefahren zu handhaben. Nach dem Arbeitsende sind die Hände zu waschen.
Neben der feuchten, desinfizierenden Raumreinigung sollte die trockene Raumreinigung in der
zahnärztlichen Praxis mit einem Staubsauger erfolgen, der hinter dem Grob- und Schwebstofffilter einen
HEPA Filter (gleichzeitig Motorschutzfilter) trägt. Die HEPA-Filterstufe verhindert eine längerfristige
Anreicherung von atembaren Strahlmittelanteilen im Behandlungsraum. Gebrauchte und gesammelte
Strahlmittel sind infektiöser Abfall und dementsprechend zu entsorgen.
Allgemeiner Staubgrenzwert: MAK-Wert ( TRGS 900 )
Alveolengängiger Anteil: 1,5 mg/m³
(bisher „Feinstaub“, F)
Konzentration des einatembaren
Anteils (E): 4 mg/m³ (bisher
„Gesamtstaub“ G
Der Allgemeine Staubgrenzwert soll
unspezifische Wirkungen auf die
Atemorgane verhindern. Er ist
anzuwenden für schwerlösliche oder
unlösliche Stäube, für die
Korundstaub ein Vertreter ist, und die
nicht anderweitig reguliert sind oder
für Mischstäube.
Die durchgeführten Filter-messungen
am Mund des Patienten, bzw. im
Atembereich des behandelnden
Zahnarztes unter Einsatz des
Druckluftstrahlers und einer
Abb..6:
Auf den granulär strukturierten Nitrocellulose-Filtern (Porenweite
d=0,45µm) aus dem Mundbereichs des Phantoms sind keine Partikel
erkennbar.
intraoralen Absaugung haben sehr geringe Partikelzahlen gezeigt, welche die MAK-Grenzwerte (1,5
mg/m³) weit unterschreiten.
Die nachweisbaren Korundpartikelzahlen lagen im Bereich des normalen mineralischen Hausstaubs in
Gebäuden, wenn im Absaugbereich ein Filtersystem bestehend aus (Papier-) Vorfilter und
nachfolgendem HEPA Filter zum Einsatz kommt.
Auf Grund der morphologischen Beschaffenheit der Korundpartikel sind bei sachgemäßer Handhabung
und Verwendung keine gefährlichen Eigenschaften zu erwarten.
Beim Umfüllen und Einfüllen von Korundpulver ist auf staubfreies Arbeiten zu achten. Nach
Augenkontamination ist mit reichlich Wasser zu spülen. Beim Verschütten von Korundpulver sowie
beim Trockenfegen können Schleimhautreizungen, Husten und Atemnot eintreten. Verschüttetes
Korundpulver bzw. Pulverbeläge sind mit einem nassen Papiertuch aufzunehmen und in einem
staubdichten Beutel zu entsorgen.