Zur Wurzelkanalbehandlung mit dem Endox -Endometrie-System ... · entwicklungsgeschichtlich eine...

Zur Wurzelkanalbehandlung mit dem Endox®-Endometrie-System Eine In-vitro-Studie

D i s s e r t a t i o n

zur Erlangung des akademischen Grades

doctor medicinae dentariae

(Dr. med. dent.)

vorgelegt dem

Rat der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Schiller-Universität Jena

von

Frank Traichel

geboren am 12.04.1977 in Gera

Jena 2008

Gutachter

1. ____________________________________

2. ____________________________________

3. ____________________________________

Tag der öffentlichen Verteidigung: ____________________

In dankbarer Erinnerung an meine beiden Großväter

Inhaltsverzeichnis _______________________________________________________________________

Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Seite

1 Zusammenfassung 1

2 Einleitung 3

2.1 Der Bergriff der Endodontie 3

2.2 Apikale Parodontitis 4

2.2.1 Mikrobiologie der apikalen Parodontitis 5

2.2.1.1 Enterococcus faecalis 6

2.2.1.2 Candida albicans 7

2.3 Desinfektionsmöglichkeiten des Wurzelkanals 8

2.3.1 Spülflüssigkeiten 8

2.3.1.1 Natriumhypochlorit 9

2.3.1.2 Chlorhexidin 10

2.3.1.3 Wasserstoffperoxid 11

2.3.1.4 Zitronensäure 11

2.3.1.5 Chelatoren - EDTA 12

2.3.1.6 MTAD (Mixture of Tetracycline, Acid and Detergens) 12

2.3.2 Medikamentöse Einlagen 13

2.3.2.1 Kalziumhydroxid 13

2.3.2.2 Chlorhexidin 14

2.3.2.3 Chlor-Kampfer-Menthol haltige Präparate 14

2.3.2.4 Kortikosteroide 15

3 Zielstellung 16

4 Material und Methode 17 4.1 Vorbereitung der Zähne 17

4.2 Mikrobiologisches Vorgehen 20

4.3 Gruppenbildung und experimentelles Vorgehen 22

4.3.1 Endox®-Endometrie-Behandlung 27

4.3.2 Wurzelkanalspülung 28

Inhaltsverzeichnis _______________________________________________________________________

4.4 Statistische Bewertung der Befunde 28

5 Ergebnisse 30 5.1 Zur Keimreduktion von Enterococcus faecalis 30

5.2 Zur Keimreduktion von Candida albicans 34

6 Diskussion 38

7 Schlussfolgerungen 47

8 Literatur 48

9 Anhang 71 Tabellen Danksagung Erklärung Lebenslauf

Abkürzungsverzeichnis __________________________________________________________________________________________

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

AL Arbeitslänge

C. albicans Candida albicans

CDW Crown-Down-Technik

CFU colony forming unit, Kolonie bildende Einheit

CHKM Chlorphenol-Kampfer-Menthol

CHX Chlorhexidin

E. coli Escherichia coli

EDTA Ethyldiamintetraessigsäure

E. faecalis Enterococcus faecalis

Fa. Firma

H2O2 Wasserstoffperoxid

Hz Hertz

ISO International Standard Organisation

MTAD M = Mixture, T = Tetracyclin, A = Acid, D = Detergens

n Anzahl

NaCl Natriumchlorid

NaOCl Natriumhypochlorit

NiTi Nickel-Titan

ns nicht signifikant

PAD Photoactivated Disinfection, Fotoaktivierte Desinfektion

s signifikant

SD Standardabweichung

S. sanguinis Streptococcus sanguinis

S. aureus Staphylococcus aureus

Tp. Taper

WK Wurzelkanal

WKA Wurzelkanalaufbereitung

Abbildungs- und Tabellenverzeichnis ______________________________________________________________________

Abbildungsverzeichnis Seite Abbildung 1: Anzahl der endodontischen Behandlungen in den Jahren 2005 bis 2007 in der Gemeinschaftspraxis Traichel

4

Abbildung 2: Wurzelkanäle und ausgewählter Wurzelkanal mit K-Feile im Röntgenbild

18

Abbildung 3: K3 NiTi File (Taper .04 ISO 015) Packung (A) und K3 NiTi File (Taper .04 ISO 30) Einzelfeile (B)

18

Abbildung 4: Inokulation (rechts) der Wurzelkanäle mit Enterococcus faecalis bzw. Candida albicans und Bebrütung (links) unter anaeroben Bedingungen (Brutschrank VT 5042EK/N2, Fa. Heraeus)

20

Abbildung 5: Methodisches Vorgehen: (A) Probenahme aus dem Wurzelkanal mittels Papierspitze zur Keimzahlbestimmung vor der Behandlung, (B) Einbringen der Papierspitze in 1 ml physiologische NaCl-Lösung zur mikrobiologischen Aufarbeitung, (C) Arbeitsplatz zur Keimzahlbestimmung von Candida albicans in einer Wurzelkanalprobe, (D) Ausspateln zur Keimzahlbestimmung auf Sabouraudagar von Candida albicans, (E) Kolonien der Verdünnungsstufen Enterococcus faecalis auf Mitis-salivarius-Agar (F) Kolonien der Verdünnungsstufen von Candida albicans auf Sabouraudagar, (G, H) Probeentnahme mit einer sterilen Papierspitze (ISO30) nach Endox®-Behandlung und Überführung zur mikrobiologischen Aufarbeitung in 1 ml physiologischer Natriumchloridlösung

21

Abbildung 6: Übersicht zum Ablauf der Studie

22

Abbildung 7: Zahnarten und Anzahl der Zähne (n = 56) innerhalb der Enterococcus-faecalis-Gruppe

23

Abbildung 8: Verteilung der Wurzelkanäle (n = 84) innerhalb der Enterococcus-faecalis-Gruppe

24

Abbildung 9: Zahnarten und Anzahl der Zähne (n = 56) innerhalb der Candida-albicans-Gruppe

25

Abbildung 10: Verteilung der Wurzelkanäle (n = 84) innerhalb der Candida-albicans-Gruppe-Gruppe

26

Abbildung 11: Vorgehen bei der Endox®-Endometrie-Behandlung: (A) Endox®-Endometrie-Gerät, (B) Autor der Arbeit an der Sicherheitswerkbank (Heraeus Lamin Air, HBB 2448, Hanau, Deutschland), (C) Bedienoberfläche des Endox®-Endometrie-Gerätes, (D) Nachweis des Hochfrequenzimpulses in der Agaroberfläche, (E) Impulsapplikation im Wurzelkanal, (F) Probenahme nach Endox®-Behandlung

27

Abbildung 12: Wurzelkanalspülung mit der Spülkanüle Max-i-Probe (30 gauge, Dentsply/Maillefer)

28

Abbildungs- und Tabellenverzeichnis ______________________________________________________________________ Seite

Abbildung 13: Vergleichende Betrachtung der Ergebnisse 29

Abbildung 14: Keimzahlen in den Impfsuspensionen (n = 7) von E. faecalis und Keimzahlen in den Wurzelkanälen (n = 84) nach Inokulation und Bebrütung (links) und rasterelektronenmikroskopisches Bild zur Kolonisierung der Wurzelkanäle (rechts)

30

Abbildung 15: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbe-handlung mit NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaCl-Spülung

31

Abbildung 16: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbe-handlung mit H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung

32

Abbildung 17: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbe-handlung mit NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung

33

Abbildung 18: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbe-handlung (n = 48) mit Endox® allein

33

Abbildung 19: Keimzahlen in den Impfsuspensionen (n = 7) von C. albicans und Keimzahlen in den Wurzelkanälen (n = 84) nach Inokulation und Bebrütung (links) und rasterelektronenmikroskopisches Bild zur Kolonisierung der Wurzelkanäle (rechts)

34

Abbildung 20: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbe-handlung mit NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaCl-Spülung

34

Abbildung 21: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbe-handlung mit H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung

35

Abbildung 22: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbe-handlung mit NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung

36

Abbildung 23: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbe-handlung (n = 48) mit Endox®

37

Abbildung 24: Entwicklung der Zahnheilkunde und kontemporäre Erkenntnisse zur mikrobiellen Ätiologiekomponente der Karies

38

Abbildung 25: Anzahl und Zahn bezogene endodontische Behandlungen in den Jahren 2005 bis 2007 in eigener Praxis

39

Abbildungs- und Tabellenverzeichnis ______________________________________________________________________

Tabellen im Text Seite Tabelle 1: Zahnart bezogene mittlere Wurzellängen (mm) der verwendeten Zähne

19

Tabelle 2: Ergebnisse jüngster In-vitro-Untersuchungen zur Keimreduktion von Enterococcus faecalis, Streptococcus sanguinis, Candida albicans, Staphylococcus aureus und Escherichia coli im Wurzelkanal durch Spülflüssigkeiten und unterstützende Methoden

40

Tabelle 3: Anzahl der endodontischen Behandlungen in den Jahren 2005 bis 2007 in der Gemeinschaftspraxis Traichel

72

Tabelle 4: Anzahl der endodontisch behandelten Zahnarten in den Jahren 2005 bis 2007 in der Gemeinschaftspraxis Traichel

72

Tabelle 5: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbe-handlung mit NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaCl-Spülung

73

Tabelle 6: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbe-handlung mit H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung

73

Tabelle 7: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbe-handlung mit NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung

74

Tabelle 8: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung mit NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaCl-Spülung

74

Tabelle 9: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung mit H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung

75

Tabelle 10: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung mit NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung

75

Tabelle 11: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbe-handlung (n = 48) mit Endox® allein

76

Tabelle 12: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung (n = 48) mit Endox® allein

76

Zusammenfassung ___________________________________________________________________________________________

1

1 Zusammenfassung Ziel der vorliegenden In-vitro-Studie war es, unter standardisierten Bedingungen der Effizienz

der Keimreduktion von Enterococcus faecalis und Candida albicans im Wurzelkanal

menschlicher Zähne nach Behandlung mit dem Endox®-Endometrie-System (Endox®) im

Vergleich zu einer NaCl-, H2O2- und NaOCl-Spülung bzw. deren Kombination mit Endox®

nachzugehen.

Insgesamt standen 112 Zähne (84 einwurzlige, 28 mehrwurzlige) mit insgesamt 168

Wurzelkanälen für die Untersuchungen zur Verfügung, die auf die Untersuchungsgruppen

und –untergruppen gleich verteilt wurden (Abb. 6 ). Jeweils 84 Wurzelkanäle wurden mit

E. faecalis (Gruppe 1) und 84 mit C. albicans (Gruppe 2) inokuliert. Von beiden Gruppen

wurden bei standardisiertem therapeutischen Vorgehen jeweils 12 Wurzelkanäle mit NaCl als

Negativkontrolle behandelt, je 12 mit 3%igem H2O2 und 0,5%igem NaOCl als

Positivkontrolle und 12 Wurzelkanäle mit Endox® und weiterhin je 12 mit Endox® und

nachfolgender Wurzelkanalspülung mit den genannten drei Spüllösungen.

Beide Keime konnten in ausreichender Menge in den Wurzelkanälen etabliert werden, um

nachfolgend eine Keimreduktion erfassen zu können; E. faecalis lag mit einer mittleren

Keimzahl von 6,2 x 105 und C. albicans mit einer mittleren Keimzahl von 3,4 x 104 in den

Wurzelkanälen vor.

Durch alle Behandlungsverfahren konnten in unterschiedlichem Ausmaß signifikante

Reduktionen von E. faecalis und C. albicans in den Wurzelkanälen erreicht werden.

Durch einfaches Spülen mit NaCl allein wurden die Keimzahlen von E. faecalis und

C. albicans um etwa eine Zehnerpotenz reduziert (Abb. 15 und 20, Anhang Tab. 5 und

Tab. 8), H2O2 allein führte zu einer Reduktion beider Keime um etwa zwei Zehnerpotenzen

(Abb. 16 und 21, Anhang Tab. 6 und Tab. 9) und NaOCl allein eradizierte sie nahezu (unter

10 CFU) aus den Wurzelkanälen (Abb. 17 und 22, Anhang Tab. 7 und Tab. 10). Die

Wurzelkanalbehandlung mit Endox® allein führte zu einer Reduktion beider Keime unter

einer Zehnerpotenz; der synergistische Keim reduzierende Effekt kam in keiner der gewählten

nachfolgenden Spülverfahren mit NaCl, H2O2 oder NaOCl zum Tragen. Jeweils

48 Wurzelkanäle nach Endox®-Behandlung allein konnten zusammenfassend analysiert

werden. Die Keimreduktion war geringfügig (E. faecalis: Basis log CFU 5.6959 ± 0.4191,

nach Behandlung log CFU 5.2732 ± 0.5693, C. albicans: Basis log CFU 4.5584 ± 0.3829,

nach Behandlung log CFU 4.0325 ± 0.5488) und bestätigte die Ergebnisse der einzelnen

Endox®-Behandlungen in den Versuchsgruppen (Abb. 18 und Abb. 23).

Zusammenfassung ___________________________________________________________________________________________

2

Zusammenfassend konnte in vitro mit den gewählten Spülverfahren eine aufsteigende

Rangfolge von Endox < NaCl < H202 (3%) = NaOCl (0,5%) für die Keimreduktion aufgezeigt

werden, signifikante Unterschiede zwischen E. faecalis und C. albicans bestanden nicht.

Einleitung _____________________________________________________________________________________

3

2 Einleitung 2.1 Der Begriff der Endodontie

Die Endodontie befasst sich mit der Morphologie und Funktion sowie der Ätiologie,

Pathologie, Prävention, Diagnose und Therapie von Erkrankungen des Endodonts.

Da die Zahnpulpa, das Parenchym des Zahninneren und das umgebende Dentin

entwicklungsgeschichtlich eine anatomisch-funktionelle Einheit bilden, wird der Begriff

Endodont für die gesamte Einheit des Pulpa-Dentin-Systems verwendet.

Das Endodont steht über das Foramen apicale sowie durch akzessorische Seitenkanäle

mit dem Zahnhalteapparat in Verbindung. Deshalb können Erkrankungen des

Endodonts bei deren Fortschreiten im Bereich des Periapex auf das Parodontium

übergreifen.

Aus diesem Grund befasst sich die Endodontie auch mit der Ätiologie und Behandlung

von Erkrankungen der angrenzenden periapikalen Regionen.

Das Ziel jedes endontischen Eingriffes ist es, den erkrankten Zahn auf Dauer zu

erhalten, sowie schädliche Folgeerkrankungen auf den Gesamtorganismus, die von

einem erkrankten Zahn ausgehen können, zu verhüten.

Die Behandlung des erkrankten Endodonts ist heute neben der Füllungstherapie und der

Behandlung des erkrankten Parodonts eine Routinemaßnahme in der zahnärztlichen

Praxis, die nach Weber (1990) als wichtigste Zahn erhaltende Maßnahme durchgeführt

wird. So wurde im Vorfeld der vorliegenden Untersuchung auch die Anzahl der

endodontischen Behandlungen in der eigenen Zahnarztpraxis erfasst; sie beliefen sich

im Jahr 2005 auf 228 Fälle, im Jahr 2006 auf 282 Fälle und im Jahr 2007 auf

291 Fälle (Abb. 1, Anhang Tab. 1). Es wurde bei dieser statistischen Betrachtung

unabhängig vom Geschlecht die Häufigkeit der endodontischen Behandlungen auf das

Lebensalter ausgewertet. Die häufigsten endodontischen Behandlungen wurden bei

Patienten im fünften Lebensdezennium durchgeführt. Die zahlenmäßig geringsten

endodontischen Eingriffe erfolgten an Patienten unter 20 Jahren und bei den über 80-

jährigen Patienten.

Eine Pulpitis wird in mehr als 90% der Fälle durch Karies und ihre Folgeerscheinungen

hervorgerufen; weiterhin können thermische, chemische und mechanische Reize

ursächlich sein (Baumann 1997). Durch zeitnahe Beseitigung solcher Reize kann eine

Pulpitis reversibel sein. Erfolgt die Beseitigung der Reize nicht rechtzeitig, so ist eine

irreversible Pulpitis die Folge und ein endodontischer Eingriff indiziert.

Einleitung _____________________________________________________________________________________

4

0

10

20

30

40

50

60

70

80

< 20 21 bis 30 31 bis 40 41 bis 50 51 bis 60 61 bis 70 71 bis 80 > 80

Alter der Patienten

Anz

ahl

2005 2006 2007

Abbildung 1: Anzahl der endodontischen Behandlungen in den Jahren 2005 bis 2007 in der Gemeinschaftspraxis Traichel

2.2 Apikale Parodontitis

Die apikale Parodontitis ist nach Glockmann (1986) gewöhnlich als Folge einer

Pulpaerkrankung anzusehen, die durch Mikroorganismen, deren Toxine und zelluläre

Abfallprodukte des Pulpengewebes verursacht werden, die über das Foramen apicale

das periapikale Gewebe erreichen.

Apikale Parodontopathien werden in eine akute und eine chronische Form unterteilt.

Bei einer akuten apikalen Parodontitis ist primär gesundes Gewebe durch Trauma oder

Infektion verändert oder eine bereits chronische apikale Parodontitis ist zu einer akuten

Form exazerbaziert.

Die chronische Form, auch „apikales Granulom“ genannt, wird meist durch einen

röntgenologischen oder klinischen Zufallsbefund diagnostiziert, da sie keine oder nur

geringe klinische Beschwerden auslöst. Gelegentlich wird die chronische Form

aufgrund eines vorhandenen Fistelganges diagnostiziert, der die Verbindung zwischen

periapikalen Granulationsgewebe und dem entzündlichen Infiltrat mit der Mundhöhle

herstellt; selten durchbricht ein Fistelgang nach extraoral durch.

Sonderformen der apikalen Parodontopathien sind echte radikuläre Zysten und die

sklerotisierenden periapikalen Ostitiden.

Einleitung _____________________________________________________________________________________

5

2.2.1 Mikrobiologie der apikalen Parodontitis

Miller erkannte bereits 1890 den Zusammenhang zwischen Mikroorganismen und

pulpalen bzw. periapikalen Veränderungen. Bis heute konnten bereits mehr als

400 Bakterienarten in der Mundhöhle nachgewiesen werden (Kobayashi et al. 1990,

Rolph et al. 2001, Munson et al. 2002, Siquera 2003, Baumgartner et al. 2004). Im

Wurzelkanal kommen davon bei primärer Besiedelung etwa 3 bis 12 Arten vor

(Kakehashi et al. 1965, Wittgow und Sabiston 1975, Sundqvist 1976, Byström und

Sundqvist 1981, Ando und Hoshino 1990, Le Goff et al. 1997, Sjögren et al. 1997). Bei

einer persistierenden Infektion ist nach abgeschlossener Wurzelkanalbehandlung die

Artenzahl nach Baumgartner (2004) geringer.

80 Prozent der Keime, die bei einer persistierenden Wurzelkanalinfektion eine

pathogene Bedeutung haben, sind Anaerobier. Grund dafür ist der vorherrschende

geringe Sauerstoffgehalt im Wurzelkanal (Byström und Sundqvist 1981, Byström und

Sundqvist 1983, Sundqvist 1989, Ando und Hoshino 1990, Le Goff et al. 1997).

Bei einer primären Wurzelkanalinfektion handelt es sich häufig um eine Mischinfektion

aus gramnegativen Bakterien der Gattungen Porphyromonas, Prevotella,

Fusobacterium, Campylobacter, Bacteroides, Veillonella, Treponema,

Capnocytophaga, Eikenella, Neisseria oder um Spirochäten und aus grampositiven

Keimen der Gattungen Lactobacillus, Propionibacterium, Bifidobacterium,

Streptococcus, Peptostreptococcus, Enterococcus, Actinomyces und weiterhin Hefen –

insbesondere die Gattung Candida (Sundqvist 1976, Haapasalo et al. 1986,

Baumgartner und Falker 1991, Sundqvist 1992, Gomes et al. 1996, Le Goff et al. 1997,

Conrads et al. 1997, Baumgartner et al. 1999, Gonçadves und Mouton 1999, Siqueira et

al. 2000, Xia et al. 2000, Jung et al. 2001, Peters et al. 2001, Rôças et al. 2001, Siqueira

et al. 2001, Baumgartner 2004).

Die Keimzahlhöhe im Wurzelkanal selbst variiert zwischen 103 und 106 Keimen

(Kantz und Henry 1974, Fabricius et al. 1982, Byström und Sundqvist 1983, Sundqvist

et al. 1989).

Sundqvist (1976) und Byström et al. (1987) konnten auch einen positiven

Zusammenhang zwischen der Größe der apikalen Knochendestruktion und der

Keimanzahl nachweisen.

Die Pathogenität der Wurzelkanalinfektion ist durch die ökologische Komplexität der

Mikroorganismen bedingt. So wirkt sich beispielsweise die Anwesenheit von

Einleitung _____________________________________________________________________________________

6

Porphyromonas gingivalis positiv auf das Wachstum von Fusobacterium nucleatum aus

(Gell et al. 1998, Rogers et al. 2004) und Porphyromonas endodontalis unterdrückt die

Teilungsrate verschiedener Bacteroides-Arten (Van Winkelhoff et al. 1987). Weiterhin

lassen sich zwar insbesondere gramnegative Bakterien aus dem Wurzelkanal in

Monokultur anzüchten, bedürfen aber nach einem Zeitraum von etwa 6 Monaten der

Mischkultur aus dem Wurzelkanal, um überleben zu können (Fabricius et al. 1982).

Die Persistenz einer apikalen Parodontitis – also der endodontische Misserfolg – beruht

auf dem Verbleib von Mikroorganismen im Wurzelkanalsystem nach Abschluss einer

adäquat durchgeführten endodontischen Behandlung (Dirheimer 2006, Sjögren 1996,

Nair et al. 1999). Es handelt sich zumeist um grampositive Mikroorganismen (Molander

et al. 1998, Sundqvist et al. 1998) wie Enterokokken, Streptokokken, Staphylokokken,

Propionibakterien, Aktinomyzeten, aber auch um Pseudomonaden oder Hefen

(Candida) (Sirèn et al. 1997, Waltimo et al. 1997, Molander et al. 1998, Sundqvist et al.

1998, Peciuliene et al. 2000, Sundqvist et al. 1998). Häufig ist die Artenvielfalt in

diesen Fällen sehr bzw. bis hin zur Monokultur reduziert (Sundqvist et al. 1998, Dahlén

et al. 2000, Peciuliene et al. 2000, Hancock et al. 2001, Sundqvist 2003).

2.2.1.1 Enterococcus faecalis

Enterokokken sind katalasenegative grampositive Kokken, die sich durch eine hohe

Salzresistenz auszeichnen und in einem breiten Temperaturspektrum überleben können.

In Studien von Sherman konnte bereits 1937 nachgewiesen werden, dass Enterokokken

sowohl bei 10˚C als auch bei 45˚C wachsen können, bei 60˚C noch für 30 Minuten

überleben und einen pH-Wert von 9,6 und eine 6,5%ige NaCl-Lösung tolerieren.

Enterokokken können sich darüber hinaus wechselnden Bedingungen gut anpassen und

somit starken Umwelteinflüssen standhalten.

Speziell Enterococcus faecalis zählt zur fakultativ pathogenen Dickdarmflora und wird

durch Schmierinfektion in andere Regionen verschleppt (Miksits und Hahn 1999).

Nach Sundqvist (1992) ist Enterococcus faecalis bei einer primären Infektion des

Wurzelkanals nur zu einem geringen Prozentsatz in der Gesamtkeimzahl vorhanden. Im

Schrifttum wird der Anteil von E. faecalis in der Gesamtkeimzahl bei einer

persistierenden apikalen Veränderung nach einer Wurzelkanalbehandlung mit 23% bis

70% angegeben (Engström 1964, Möller 1966, Glockmann 1986, Molander et al 1998,

Sundqvist et al. 1998, Peciuliene et al. 2000, Hancock et al. 2001).

Einleitung _____________________________________________________________________________________

7

In vitro konnte darüber hinaus gezeigt werden, dass Enterococcus faecalis die Fähigkeit

besitzt, in die Dentintubuli zu penetrieren (Akpata und Blechman 1982, Haapasalo und

Østravik 1987, Østravik und Haapasalo 1990, Peters et al. 2000, Love 2001). Die

Eindringtiefe wird mit durchschnittlich 400 bis 500 μm angegeben, erreicht aber auch

Werte von 800 bis 1000 μm (Haapasalo und Østravik 1987).

Kalziumhydroxid als desinfizierende medikamentöse Zwischeneinlage im Wurzelkanal

beeinflusst Enterococcus faecalis nicht (Byström et al. 1985, Haapasalo und Østravik

1987, Østravik und Haapasalo 1990, Distel et al. 2002). Ursache hierfür scheint eine

effektive Protonenpumpe zu sein, die den optimalen pH-Wert für das Zytoplasma

stabilisiert (Evans et al. 2002).

Weiterhin ist bekannt, dass Enterokokken im Vergleich zu anderen Keimen auf letale

Dosen von Galle, Hitze, Alkohol, Wasserstoffperoxid, Säuren, Basen und UV-Licht

weniger anfällig reagieren (Flahaut et al. 1996a, b, c). Enterococcus faecalis ist auch

gegenüber einer Reihe von Antibiotika resistent (Leclercq 1997, Hunt 1998); die

zunehmende Resistenz von Enterokokken gegenüber Vancomycin ist inzwischen

erwiesen.

Diese und weitere Eigenschaften (Resistenz gegenüber Spüllösungen und

Einlagemedikationen) erklären insbesondere die Widerstandsfähigkeit von

Enterococcus faecalis im Wurzelkanal.

2.2.1.2 Candida albicans

Candida albicans zählt zu den Sprosspilzen bzw. Hefen und hat unter letzteren die

größte humanpathogene Bedeutung. Hefen sind fakultativ pathogene Erreger, die als

Schleimhautparasiten auf den Schleimhäuten des oberen Respirationstraktes, des

Gastrointestinaltraktes und des Urogenitaltraktes vorkommen (Miksits und Hahn 1999).

Hefen, insbesondere C. albicans, sind gleich den Enterokokken gegenüber widrigen

Umwelteinflüssen gewöhnlich resistent. So konnte auch das Vorkommen von

C. albicans im Wurzelkanal bei persistierenden apikalen Veränderungen mehrfach

bestätigt werden (Molander et al. 1998, Sunqvist et al. 1998, Cheung und Ho 2001,

Hancock et al. 2001, Peciuliene et al. 2001, Pinheiro et al. 2003, Siqueira und Rôças

2004). C. albicans kann sogar als Monoinfektion bestehen (Waltimo et al. 1997,

Waltimo et al. 2003) und in das Dentin penetrieren (Sen et al. 1997, Waltimo et al.

2000); im Vergleich zu Enterococcus faecalis ist die Dentineindringtiefe allerdings

geringer (Waltimo et al. 2000).

Einleitung _____________________________________________________________________________________

8

Natriumhypochlorit (D'Arcangelo et al. 1999, Sen et al. 1999, Waltimo et al. 1999) und

EDTA (Sen et al. 1999) haben eine fungizide Wirkung auf Candida-Arten. Durch

Kalziumhydroxid konnte demgegenüber in vitro bislang keine Wirkung auf

Candida albicans nachgewiesen werden (Waltimo et al. 1999a, b). Grund dafür dürfte

der breite Toleranzbereich von C. albicans gegenüber pH-Wertverschiebungen sein

(Siquera und Lopes 1999).

2.3 Desinfektionsmöglichkeiten des Wurzelkanals

2.3.1 Spülflüssigkeiten

Das Ziel jeder Wurzelkanalbehandlung ist primär die Elimination der intrakanalären

pathogenen Keimflora, sowie die Entfernung des gesamten nekrotischen bzw. vitalen

Pulpengewebes.

In zahlreichen Studien wurde eindrucksvoll nachgewiesen, dass eine rein instrumentelle

Aufbereitung eines Wurzelkanals die Keimzahl zwar drastisch reduziert, aber nicht

eradiziert (Peters 2001, Haapasalo 2000, Hülsmann 2006). In nicht präparierten

Wurzelkanalarealen sowie in schwer zugänglichen Seitenkanälen, Isthmen oder im

apikalen Delta kann instrumentell keine Keimreduktion erfolgen; die mikrobielle

Infektion bleibt bestehen.

Wird aber Dentin instrumentell abgetragen, entsteht zwangsläufig eine Schmierschicht,

die im infizierten Wurzelkanal grundsätzlich mikrobiell besiedelt ist (Sen 1995,

Koçkapan 1995). Die Kombination einer chemo-mechanischen

Wurzelkanalaufbereitung ist somit die Wurzelkanalspülung mit geeigneten Substanzen

nach instrumenteller Wurzelkanalaufbereitung.

Wurzelkanalspüllösungen sollten eine hohe Gewebeverträglichkeit und geringe

Zytotoxität besitzen und die Eigenschaften der Zahnhartgewebe nicht verändern.

Darüber hinaus sollen sie eine antibakterielle Wirkung haben und damit zur

Desinfektion des Endodonts beitragen. Die Inaktivierung bakterieller

Lipopolysaccharide und die Auflösung des organischen und anorganischen

Kanalinhaltes sollen dabei auch zur generellen Auflösung des Biofilms führen. Aus

mechanischer Sicht müssen weiterhin Dentinspäne abtransportiert und die

Schmierschicht entfernt werden. Schließlich sollte auch eine postendodontische

Restauration nicht negativ beeinflusst werden.

Derzeit erfüllt aber keine Spüllösung alle diese Anforderungen. Daraus resultierend

wird empfohlen, Spüllösungen zu kombinieren oder nacheinander in geeigneter Menge

Einleitung _____________________________________________________________________________________

9

und Konzentration anzuwenden bzw. medikamentöse Einlagen einzubringen. Heute

bevorzugte Spüllösungen sind das Natriumhypochlorit, Chlorhexidin, Wasserstoff-

peroxid, Zitronensäure und als neueste Spüllösung das MTAD (Mixture of Tetracycline,

Acid and Detergens).

2.3.1.1 Natriumhypochlorit

Schon Semmelweis (1818 – 1865) hat in abgewandelter Form das Natriumhypochlorit

(NaOCl) zur Händedesinfektion verwendet, bevor es im ersten Weltkrieg häufig zur

Wunddesinfektion genutzt wurde (Dakin 1915).

1919 empfahl Coolige, das Natriumhypochlorit zur Behandlung des Wurzelkanals

einzusetzen. Inzwischen hat sich Natriumhypochlorit auf dem endodontischem Gebiet

weltweit bewährt (Siqueira 2001).

Natriumhypochlorit besitzt Gewebe auflösende Eigenschaften (Hand et al. 1978,

Hasseilgren et al. 1988, Andersen et al. 1992, Yang et al. 1995, Türkün und Cengiz

1997, Siqueira 2001, Beer et al. 2004), wobei die Kontaktzeit von entscheidender

Bedeutung ist. Neben der Kontaktzeit beeinflussen aber auch die Konzentration, das

Volumen und die Temperatur des NaOCl die Gewebsauflösung (Hand et al. 1978, Thé

1979). So werden 6,5 mg pulpalen Gewebes in einem Milliliter einer 2%igen NaOCl-

Lösung in zwei bis drei Stunden bei 37˚C aufgelöst (Andersen et al. 1992).

Die Wirkung von NaOCl erstreckt sich aus mikrobiologischer Sicht auf ein breites

Spektrum von Bakterien, Bakteriensporen, Pilzen, Protozoen und Viren (Bloomfield

und Miles 1979, Rutala und Weber 1997, Siqueira et al. 1998a). Die antibakterielle

Wirkung basiert auf der Zerstörung bzw. Inaktivierung der Lipopolysaccharide bzw.

Endotoxine, die für entzündliche Reaktionen verantwortlich sind (Bergenholtz 1975,

Buttler und Crawford 1982, Haight et al. 1999).

Sobald NaOCl mit organischem Gewebe in Kontakt kommt, wird HOCl gebildet, das

Sulphydrylgruppen innerhalb des Enzymsystems des Bakteriums oxidiert und es damit

zerstört (Siqueira et al. 1997).

Über die klinisch einzusetzende Konzentration von NaOCl sind die Meinungen

kontrovers. Nach Seichter und van der Schelling (1987) und Siqueira et al. (2000b) ist

diese Frage zweitrangig. Demgegenüber zeigen andere Studien und selbst Siqueira et al.

(1998b) auf, dass sich mit steigender Konzentration auch die antibakterielle Wirkung

verbessert (Ayhan et al. 1999). Ebenso diskordant sind die Meinungen zur fungiziden

Wirkung des NaOCl. Konzentrationsabhängige Unterschiede in der fungiziden Wirkung

Einleitung _____________________________________________________________________________________

10

beschrieben Sen et al. (1999) und Ayhan et al. (1999); D`Arcangelo et al. (1999) sowie

Ferguson et al. (2000) sprachen dem NaOCl eine fungizide Wirkung ab.

Anatomisch ist das Wurzelkanalvolumen in apikaler Richtung reduziert und schwerer

zugänglich, so dass wahrscheinlich dadurch auch die Desinfektionskraft des NaOCl im

apikalen Drittel kontinuierlich abnimmt (Buck et al. 1999, Barthel-Zimmer 2001). Nach

Haapasalo et al. (2000) wirkt sich das Dentin inaktivierend auf das NaOCl aus; die

Inaktivierung ist allerdings im Vergleich zu Kalziumhydroxid geringer.

NaOCl ist zwar ein hervorragendes antibakterielles Mittel, schadet aber bei Kontakt

dem periradikulären Gewebe (Ehrich et al. 1993, Türkün et al. 1998, Hülsmann und

Hahn 2000). Das Überpressen von NaOCl in das periradikuläre Gewebe hat zum Teil

schwerwiegende Folgen. Häufig kommt es zu extremen Schmerzzuständen mit

Emphysemen und daraus resultierenden Nekrosen von Weichteil- und

Hartgewebsarealen (Hülsmann 2003).

Im Ergebnis ihrer In-vitro-Untersuchungen konnten Grigoratos et al. (2001) und Sim et

al. (2001) durch NaOCl eine Schwächung der Biegefestigkeit des Dentin auslösen, die

nach den Autoren möglicherweise zur Fraktur des Zahnes führen könnte. Ob dies von

klinischer Relevanz ist, bleibt offen.

2.3.1.2 Chlorhexidin

Auf Grund seiner guten antimikrobiellen Eigenschaften und geringen Toxizität wird

Chlorhexidin (CHX) als Alternative zu NaOCl empfohlen (Ohara et al. 1993). Es findet

schon seit 30 Jahren als Mundspülwasser in der Parodontologie Anwendung (Löe und

Schiǿtt 1970).

Das Kation CHX bindet an anionische Bestandteile der Bakterienmembran

(Phosphatgruppen der Teichonsäure grampositiver Bakterien und Lipopolysaccharide

gramnegativer Bakterien) und stört so das osmotische Gleichgewicht und durch

Inaktivierung bakterieller Enzyme den Zellmetabolismus (Ohara et al. 1993). In

Konzentrationen von ca. 0,19 ppm wirkt CHX bakteriostatisch und ab ca. 100 ppm

bakterizid (Hennessy 1973). Reste organischer Bestandteile sollen sich allerdings

inhibierend auf die antimikrobielle Wirkung des CHX auswirken (Haapasalo et al.

2000, Portenier et al. 2002).

Nach White et al. (1997) und Komorowski et al. (2000) ist eine Reservoirwirkung von

CHX im Dentin nach einer Woche noch nachweisbar. Dies kann aufgrund seines

Einleitung _____________________________________________________________________________________

11

kationischen Charakters und der Fähigkeit, sich an negativ geladene Flächen des

Hydroxylapatit des Dentins anzulagern, bedingt sein.

Chlorhexidin zeigt im Gegensatz zum Natriumhypochlorit keine Gewebe auflösende

Eigenschaften (Jeansonne und White 1994, Okino et al. 2004) und neutralisiert auch

keine Endotoxine (Lipopolysacchararide) gramnegativer Bakterien (Buck et al. 2001).

2.3.1.3 Wasserstoffperoxid

Wasserstoffperoxid (H2O2) wird bis heute in der Zahnheilkunde verwendet und wurde

häufig auch als Spülmittel für den Wurzelkanal empfohlen (Lange 1961, Glockmann

1986). Es entwickelt eine starke Schaumbildung bei Kontakt mit vitalem Gewebe, Blut

oder Eiter, die auf den Kontakt von H2O2 mit den Enzymen Katalase und Gluthation-

Peroxidase zurückzuführen ist, die das Spülmittel in molekularen Sauerstoff

umwandeln. Die Schaumentwicklung führt zur Ausspülung von Geweberesten und

Dentinspänen (Heidemann 2001); der freie naszierende Sauerstoff wirkt bakterizid auf

anaerobe Keime. Autoren wie Barthel und Raab (2005) stellen die antimikrobielle

Wirkung im Wurzelkanal jedoch in Frage. Durch eine Kombination von H2O2 mit

NaOCl wird nach Barthel und Raab (2005) die Desinfektionswirkung auch nicht

verbessert, sondern vielmehr der Gewebe auflösende Effekt reduziert. Letzterer ist im

Vergleich von H2O2 und NaOCl deutlich geringer. Selbiges gilt nach Heidemann (2001)

auch für die Zytotoxizität. Glockmann (1986) hebt einen günstigen therapeutischen

Index von H2O2, d. h. die Relation von minimaler Hemmkonzentration von

Mikroorganismen einerseits und Toxizität in ovo andererseits, hervor.

2.3.1.4 Zitronensäure

Wie bereits beschrieben, entsteht bei der maschinellen Abtragung des Dentins eine

Schmierschicht. Da NaOCl-, H2O2- sowie CHX-Spüllösungen nur eine geringe bzw.

keine Entfernung der Schmierschicht bedingen, wird heute ein zusätzlicher Spülvorgang

mit Zitronensäure oder Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) empfohlen. Dabei sollte

Zitronensäure in einer Konzentration von 40% bis 50% zur Anwendung kommen. Die

Zitronensäure sollte nicht länger als eine Minute im Wurzelkanal verbleiben, da sonst

die Gefahr von Dentinerosionen erheblich vergrößert wird (Sousa und Silva 2005).

Einleitung _____________________________________________________________________________________

12

2.3.1.5 Chelatoren - EDTA

Nygaard-Ostby führte 1957 EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure) in die Zahnmedizin

ein. Es löst die mineralisierten Anteile der Schmierschicht auf und öffnet bzw. erweitert

die Dentintubulieingänge (Muselmani 2007). Durch die Öffnung der Dentintubuli kann

bei nachfolgender Spülung mit Natriumhypochlorit das NaOCl tiefer in das Dentin

eindringen und somit seine Desinfektionswirkung auch in tieferen Dentinstrukturen

entfalten (Sousa und Silva 2005).

Wird EDTA in pasten- bzw. gelförmiger Konsistenz verwendet, wird die

Schmierschicht ebenfalls entfernt. EDTA wirkt dann als hervorragendes Gleitmittel für

das Instrumentarium der mechanischen Wurzelkanalaufbereitung (Heckendorff und

Hülsmann 2002).

2.3.1.6 MTAD

MTAD (M = Mixture) enthält als Breitbandantibiotikum Tetrazyklin (T = Doxicyclin

3 %), Zitronensäure (A = acid, 4,25 %) und Tween 80 (D = Detergens, 0,5 %). Mit

MTAD (Mixture of Tetracycline, Acid and Detergens) sollen positive Effekte der

bereits erwähnten Spüllösungen in einem Präparat kombiniert werden.

Durch die Zugabe von 4,25 %iger Zitronensäure weist MTAD einen relativ niedrigen

pH-Wert von 2,15 auf, wodurch die aufbereitungsbedingte Schmierschicht entfernt

werden soll. Tetrazyklin wurde als Breitbandantibiotikum aufgrund seiner hohen

Substantivität ausgewählt. Schließlich soll die Penetration der Lösung in die

Dentinkanälchen durch das zugefügte Detergens infolge einer reduzierten

Oberflächenspannung gewährleistet werden.

Hinsichtlich der Auflösung von Pulpengewebe und der Entfernung der Schmierschicht

wird MTAD unter der Voraussetzung, dass während der Wurzelkanalaufbereitung mit

NaOCl gespült wird, als effizient angesehen (Beltz und Torabinejad 2006). Des

weiteren sollen die physikalischen Eigenschaften des Dentins durch MTAD nicht

negativ beeinflusst werden (Machnik 2003) und nach Zhang (2003) liegt auch nur eine

geringe Zytotoxizität vor.

Hinsichtlich der antimikrobiellen Wirkung von MTAD liegen kontroverse

Studienergebnisse vor. Während Studien von Torabinejad (2003) hervorragende

antimikrobielle Eigenschaften von MTAD unterstreichen, berichten Kho (2006), Clegg

(2006), Dunavant (2006) und Ruff (2006) von einer deutlich schwächeren

Einleitung _____________________________________________________________________________________

13

antimikrobieller Wirkung von MTAD im Vergleich zu Natriumhypochlorit sowie

Chlorhexidin gegenüber Enterococcus faecalis und Candida albicans.

MTAD ist auf dem amerikanischen Markt erhältlich und steht in Europa vor der

Markteinführung.

2.3.2 Medikamentöse Einlagen

Da durch mechanische Aufbereitung – auch in Kombination mit einer

Desinfektionslösung – nur schwer eine völlige Keimfreiheit im Wurzelkanal zu

erreichen ist (Siqueira et al. 1999), wird eine medikamentöse Zwischeneinlage im

Wurzelkanal empfohlen, um durch längere Kontaktzeit etwaig verbliebene Keime zu

eliminieren (Dirheimer 2006). Als medikamentöse Einlagen werden neben Chlorhexidin

auch Kalziumhydroxid, Kortikosteroide oder Chlorphenol-Kampfer-Menthol haltige

Präparate empfohlen.

2.3.2.1 Kalziumhydroxid

Kalziumhydroxid wurde 1920 durch Hermann in die Endodontie eingeführt.

Kalziumhydroxid ist mit einem pH-Wert von 12,5 eine starke Base, die in wässriger

Lösung Hydroxylionen abgibt und stark antimikrobiell wirkt. Bei direktem

Bakterienkontakt und entsprechender Konzentration werden die Bakterienmembranen

zerstört und die bakterielle DNA als Folge der Denaturierung von Proteinen und

Enzymen geschädigt (Siqueira und Lopes 2002).

Der Gewebe auflösende Effekt (Hasselgren et al. 1988, Türkün und Cengiz 1997) und

die Fähigkeit, die Hartgewebsbildung anzuregen und resorptive Prozesse zu hemmen,

sind weitere positive Eigenschaften des Kalziumhydroxides bei seiner Verwendung als

medikamentöse Einlage in der Endodontie (Rödig und Hülsmann 2005a).

Einige Mikroorganismen, wie Enterokokken und Hefen (C. albicans), weisen einen sehr

große Toleranz gegenüber einem Anstieg des pH-Wertes auf, so dass Kalziumhydroxid

hier weniger wirksam ist (Rödig und Hülsmann 2005). Haapsalo et al. (2000) konnten

nachweisen, dass Dentin neutralisierend auf Kalziumhydroxid wirkt.

Für die optimale Wirkung von Kalziumhydroxid als temporäre Wurzelkanaleinlage

wird in der Literatur eine Liegedauer von 7 bis 10 Tagen angegeben; andere

Empfehlungen liegen zwischen 1 bis 4 Wochen (Siqueira und Lopes 2002).

Einleitung _____________________________________________________________________________________

14

2.3.2.2 Chlorhexidin

Für die Anwendung im Wurzelkanal wird 2%iges CHX-Gel empfohlen (Glockmann

1986, Ferraz et al. 2001, Gomes et al. 2001, Basrani et al. 2002). Die empfohlene

Einwirkzeit liegt bei maximal zwei Wochen (Gomes et al. 2003). Mit der verlängerten

Wirkperiode steigt auch die antibakterielle Effektivität, ohne dass mit verstärkten

toxischen Nebenwirkungen gerechnet werden muss (Greenstein et al. 1986). Eine

zweiwöchige Einwirkungszeit sollte jedoch nicht überschritten werden, da die

antimikrobielle Wirkung des Medikamentes über diese Zeit hinaus nachlässt (Gomes et

al. 2003).

2.3.2.3 Chlor-Kampfer-Menthol haltige Präparate

Das Chlor-Kampfer-Menthol (ChKM) wurde von Walkhoff entwickelt und schon 1905

in die Zahnmedizin eingeführt (Walkhoff 1928). Seit den 70er Jahren des letzten

Jahrhunderts kamen ChKM-Präparate auch in der Endodontie zum Einsatz (Dirheimer

2006). Am gebräuchlichsten sind Chlor-Phenol-Kampfer-Gemische (Dirheimer 2006).

Chlorphenol wirkt ätzend, Eiweiß fällend und bei vitalem Gewebe auch anästhesierend

(Rödig und Hülsmann 2005a). Die antibakterielle Wirkung des Phenol-Anteiles im

Präparat zerstört die lipidhaltigen Bakterienmembranen und denaturiert in höheren

Konzentrationen sogar die Zellproteine (Rödig und Hülsmann 2005a).

Dem Kampfer-Anteil wird eine zytotoxische Eigenschaft nachgesagt (Soekanto et al.

1996). Menthol wird dem Präparat auf Grund seiner lokal anästhesierenden Wirkung

beigemischt und wegen seiner Anregung zur Gefäßkontraktion und zur damit

verbundenen Entzündungshemmenung (Rödig und Hülsmann 2005a).

Jose et al. (2002) zeigten, dass eine Kombination von Kalziumhydroxid und ChKM als

medikamentöse Einlage bei Zähnen mit nekrotischer Pulpa zu akzeptablen klinischen

Erfolgen führte. Die Autoren erklären dies mit der potentiellen Desinfektionswirkung

und Penetration bis hinein in die Dentintubuli, die durch die ausgezeichnete

Kriechfähigkeit des Parachlorophenols in kürzester Zeit erreicht wird.

Heute wird die Anwendung von Chlor-Kampfer-Menthol haltigen Präparaten in der

Endodontie nicht mehr empfohlen (Tronstad 1991, Spångberg 1994), da die

antibakterielle Eigenschaft des Präparates nicht im Verhältnis zu seiner Zytotoxizität

steht (Rödig und Hülsmann 2005a).

Einleitung _____________________________________________________________________________________

15

2.3.2.4 Kortikosteroide

Aus der Gruppe der Kortikosteroide enthaltenen Medikamente für Einlagen im

Wurzelkanal ist Ledermix das bekannteste Präparat, das seit 1962 auf dem Markt ist

(Schröder 1965) und vorrangig zur Schmerzausschaltung bei einer Pulpitis

herangezogen wird (Rödig und Hülsmann 2005a). Ledermix besteht aus einem

Kortikosteroidanteil mit entzündungshemmender und schmerzlindernder Wirkung und

Zusatz von Demethylchlortetracyclin, einem Breitbandantibiotikum (Dirheimer 2006).

Die antibakterielle Wirkung des Antibiotikums ist gegen grampositive Bakterien

gerichtet; die antibakterielle Wirkung hält nach Untersuchungen von Dirheimer (2006)

jedoch nicht lange an. Für die im Wurzelkanal vorkommenden gramnegativen Bakterien

ist das Demethylchlortetracyclin weniger geeignet (Abbott et al. 1988, Rödig und

Hülsmann 2005b).

Ob die durch Kortikosteroide hervorgerufene Immunsupression sich fördernd oder eher

hemmend auf die Ausheilung der periapikalen Läsion auswirkt, kann nach Rödig und

Hülsmann (2005a) noch nicht abschließend beantwortet werden.

Die Industrie sucht heute innovativ mit neu entwickelten Instrumenten das bewährte

Vorgehen der chemo-mechanischen Wurzelkanalbehandlung zu unterstützen. Dazu

zählt beispielsweise eine Wurzelkanalaufbereitung mit Schall oder Ultraschall

aktivierten Geräten, die hydrodynamische Wurzelkanalaufbereitung, die Anwendung

von Laser, die photodynamische Desinfektion, die Ozonbehandlung oder die

Anwendung von elektrischem Strom.

Der Einsatz von elektrischem Strom ist mit dem Endox®-Endometrie-System

(Fa. Lysis, Nova Milanese, Italien) verbunden, das dem Zahnarzt zur

Wurzelkanalbehandlung empfohlen wird. Sowohl klinische als auch In-vitro-Studien

zum Einsatz des elektrischen Stroms erlauben noch keine Effizienzbewertung des

Endox®-Endometrie-Systems. Die geplante Studie widmet sich daher der Bewertung

der elektrischen Wurzelkanalbehandlung mit dem Endox®-Endometrie-System in einer

In-vitro-Studie.

Zielsetzung 15 _____________________________________________________________________________

16

3 Zielstellung In der vorliegenden In-vitro-Studie sollte der Frage nachgegangen werden, ob sich

durch eine Behandlung mit dem Endox®-Endometrie-System die Problemkeime

Enterococcus faecalis und Candida albicans aus dem Wurzelkanal eradizieren lassen.

Es sollten Wurzelkanäle sowohl einwurzliger als auch mehrwurzliger Zähne auf zwei

Gruppen gleich verteilt werden. Die Wurzelkanäle der einen Gruppe waren zur

Infektion mit Enterococcus faecalis vorgesehen und die anderen zur Infektion mit

Candida albicans. Dabei sollte eine Größenordnung der Keime an den

Wurzelkanalwänden erreicht werden, die den Nachweis einer Keimreduktion nach der

Behandlung erlaubt.

Die keimbesiedelten Wurzelkanäle sollten mit NaCl (0,9-%ig), H2O2 (3%-ig) und

NaOCl (0,5%-ig) als Negativ- bzw. Positivkontrolle behandelt werden. Bei den mit

NaCl, H2O2 und NaOCl gespülten Wurzelkanälen sollte zusätzlich eine Endox®-

Behandlung erfolgen.

Die Konzentrationen der H2O2- und NaOCl-Spüllösungen wurden bewusst niedrig

gewählt, um eine Eradizierung beider Keime bis unter die kulturelle Nachweisgrenze zu

vermeiden, damit ein synergistischer Effekt der Endox®-Behandlung nachweisbar sein

würde.

Als Arbeitshypothese wurde angenommen, dass eine Endox®-Behandlung zunächst

antibakteriell und antimykotisch wirkt sowie etablierte Wurzelkanal-Spülverfahren

ersetzen oder synergistisch unterstützen kann.

Die jeweilige Endox®-Behandlung sollte nach den Vorgaben des Herstellers

vorgenommen werden.

Material und Methoden _____________________________________________________________________________________

17

4 Material und Methoden 4.1 Vorbereitung der Zähne

Für die In-vitro-Untersuchungen sollten extrahierte menschliche obere und untere

einwurzlige und mehrwurzlige Zähne mit weitgehend intakten klinischen Kronen und

abgeschlossenem Wurzelwachstum eingesetzt werden. Die Extraktionsgründe waren für

die geplanten Untersuchungen bedeutungslos.

134 Zähne wurden gesäubert, von anhaftendem Weich- und Hartgewebe instrumentell

befreit und in sterilem Aqua dest. im Kühlschrank bei +4°C gelagert.

Nachfolgend wurden die Zähne trepaniert und eine endodontische Zugangskavität

präpariert; die Kronenpulpa wurde entfernt und die Wurzelkanaleingänge dargestellt.

Die Gängigkeit der Wurzelkanäle bis zum intakten Apex wurde mit dem

Wurzelkanalinstrument K-Feile CC+ der ISO-Größe 015 (VDW® GmbH, D-München)

geprüft.

Alle Wurzelkanäle, die nicht gängig waren oder deren Wurzelkanallumina im apikalen

Abschnitt nicht der ISO-Größe 015 entsprachen, wurden ausgeschlossen.

Vor der maschinellen Wurzelkanalaufbereitung wurden die Wurzeln mit einem

Permanent-Marker nummeriert und Röntgenaufnahmen (Röntgengerät: Siemens

Heliodent MD, Siemens AG, D-Bensheim, Betriebsspannung 70 kV) mit dem initialen

Wurzelkanalinstrument der ISO-Größe 015 im bukko-lingualen und/oder im disto-

mesialen bzw. mesio-distalen Strahlengang angefertigt (Abb. 2).

Die Festlegung der Arbeitslänge (AL) erfolgte mittels K-Feilen CC+ (ISO-Größe 15)

mit Silikonstopper und visueller Kontrolle. Die Spitze des Instrumentes wurde bis zur

Sichtbarkeit am apikalen Foramen vorgeschoben; von der gemessenen

Wurzelkanallänge wurde 1 mm abgezogen und als Arbeitslänge festgelegt.


18

Abbildung 2: Wurzelkanäle und ausgewählter Wurzelkanal mit K-Feile im Röntgenbild

Die anschließende Wurzelkanalaufbereitung (WKA) erfolgte mit K3-Instrumenten

(SynbronEndo, Firma Kerr) aus einer Nickel-Titan-Legierung in den ISO-Größen 15 bis

30. Die Feilen wiesen drei asymmetrisch angeordnete Schneidekanten sowie eine nicht

schneidende Spitze auf (Abb. 3). Der Schneidekantenwinkel betrug im Spitzenbereich

etwa 23° und im Endbereich des Arbeitsteils 32°. Tiefenmarkierungen am Arbeitsteil

und ein bereits vom Hersteller angebrachter Silikonstopper waren eine zusätzliche

Orientierungshilfe. Die WKA wurde mit der „Crown-Down-Methode“ (CDW)

durchgeführt.

A B

Abbildung 3: K3 NiTi-File (Taper 04 ISO 015) Packung (A) und K3 NiTi-File (Taper 04 ISO 30) Einzelfeile (B)

Arbeitsschritte:

1. Der koronale Anteil wird mit den Zugangserweiterern (Taper 10/ISO 025 und

Taper 08/ISO 025) unter leichten Ein- und Auswärtsbewegungen erweitert.


19

2. Mit der Feile Taper 04/020 wird die apikalwärts angestrebte Aufbereitung bis

ca. 2/3 des Wurzelkanals fortgesetzt.

3. Es erfolgt der Übergang zu Instrumenten der Konizität Taper 06 ISO 030, das

apikale Drittel des Wurzelkanals wird bis zur festgelegten AL instrumentiert.

Letztlich wurden für die In-vitro-Untersuchungen 134 Zähne vorbereitet, deren Zahnart

bezogene mittlere Wurzelkanallängen in Tabelle 1 dargestellt sind. Von diesen Zähnen

wurden 112 in die Untersuchungen einbezogen.

Tabelle 1: Zahnart bezogene mittlere Wurzellängen (mm) der verwendeten Zähne ______________________________________________________________________ Zahnart Anzahl Wurzellänge der Zähne/ Minimum Maximum Mittelwert ± SD (mm) Wurzeln ______________________________________________________________________ Oberkiefer

Mittlere Inzisivi 14/14 15,0 26,0 22,5 3,0

Seitliche Incisivi 6/ 6 22,0 24,5 23,0 1,0

Canii 11/11 18,0 30,0 25,5 4,0

Erste Prämolaren 0

Zweite Prämolaren 10/10 15,5 22,5 20,5 2,0

Erster Molar 5/15 20,0 21,0 21,0 0,5

Zweiter Molar 11/33 17,0 20,5 19,0 1,0

Dritter Molar 1/3 21,0 21,0 21,0 0,0

Unterkiefer

Mittlere Inzisivi 14/14 17,5 23,0 21,0 1,5

Seitliche Incisivi 11/11 14,0 26,0 21,0 4,0

Canii 17/17 19,0 26,5 24,0 2,5

Erste Prämolaren 6/ 6 19,0 23,5 21,0 2,0

Zweite Prämolaren 12/12 19,0 24,0 21,0 2,0

Erster Molar 4/12 19,0 21,0 20,0 1,0

Zweiter Molar 10/30 17,0 23,0 20,0 2,0

Dritter Molar 2/ 6 18,0 26,0 22,0 5,5 ______________________________________________________________________


20

4.2 Mikrobiologisches Vorgehen

Die Zähne wurden in Silikon (Flexitime, Fa. Heraeus/Kulzer) fixiert, sterilisiert

(121 °C, 15 min, Varioklav 500, H+P Labortechnik, München) und in einer feuchten

Kammer 5 Tage gelagert.

Nachfolgend wurden die Wurzelkanäle mit 0,03 ml einer 24-Stundenkultur

(Balmellibouillon, anaerob, 35 ± 2 °C, Brutschrank VT 5042EK/N2, Heraeus) von

Enterococcus faecalis (Gruppe 1) bzw. Candida. albicans (Gruppe 2) beimpft und in

einer feuchten Kammer bei 35 ± 2 °C 24 Stunden zur Etablierung der Keime anaerob

bebrütet (Abb. 4).

Abbildung 4: Inokulation (rechts) der Wurzelkanäle mit Enterococcus faecalis bzw. Candida albicans und Bebrütung (links) unter anaeroben Bedingungen (Brutschrank VT 5042EK/N2, Heraeus)

Für die nachfolgenden experimentellen Untersuchungen wurden die Wurzeln der Zähne

bis zur Schmelz-Zementgrenze in einer Petrischale in 1%igem Agar (Standard-I-

Nährbouillon, Merck KGaA) mit 1% Agar (Agar Technical, Difco) aufgestellt und die

etablierte Keimzahl (CFU = colony forming unit = koloniebildende Einheit) überprüft.

Die Keimzahlbestimmung wurde zum jeweiligen Versuchsabschluss wiederholt.

Zur Keimzahlbestimmung der Impfsuspensionen und Keimzahlbestimmung vor und

nach Versuchsabschluss wurden 0,5 ml Stammsuspension bzw. eine Papierspitze

(Dentsply DeTrey GmbH, Konstanz; ISO 30) nach subjektiver Probenahme aus dem

Wurzelkanal entnommen (Abb. 5).


21

A B

C D

E F

G H

Abbildung 5: Methodisches Vorgehen: (A) Probenahme aus dem Wurzelkanal mittels Papierspitze zur Keimzahlbestimmung vor der Behandlung, (B) Einbringen der Papierspitze in 1 ml physiologische NaCl-Lösung zur mikrobiologischen Aufarbeitung, (C) Arbeitsplatz zur Keimzahlbestimmung von Candida albicans in einer Wurzelkanalprobe, (D) Ausspateln zur Keimzahlbestimmung auf Sabouraudagar von Candida albicans, (E) Kolonien der Verdünnungsstufen Enterococcus faecalis auf Mitis-salivarius-Agar (F) Kolonien der Verdünnungsstufen von Candida albicans auf Sabouraudagar, (G, H) Probeentnahme mit einer sterilen Papierspitze (ISO 30) nach Endox®-Behandlung und Überführung zur mikrobiologischen Aufarbeitung in 1 ml physiologischer Natriumchloridlösung


22

Die Proben wurden bis 10-8 in 10er Stufen verdünnt und je 0,1 ml aus den

Verdünnungsstufen auf drei Petrischalen mit Mitis-salivarius-Agar (Difco) (E. faecalis)

bzw. Sabouraudagar (Merck KGaA) (C. albicans) ausgespatelt (Abb. 5).

Nach anaerober Inkubation für 7 Tage bei 35 ± 2 °C wurden die jeweilige CFU von

geeigneten Verdünnungsstufen durch Auszählen der Kolonien (ca. 100 Kolonien pro

Petrischale) und Einbeziehung der Verdünnungsstufe berechnet.

4.3 Gruppenbildung und experimentelles Vorgehen

Candida albicans (Gruppe 2)

CFU-Bestimmung nach der jeweiligen Behandlung

CFU-Bestimmung vor der Behandlung

7 x 12 Wurzelkanäle (WK) (einwurzlige und mehrwurzlige Zähne gleichverteilt) = 84 WK Gruppe 1 und 2 jeweils

12 WK Endox® 12 WK Spülung NaCl

12 WK Spülung NaOCl 12 WK H2O2

12 Wk NaCl/ Endox®

12 WK NaOCl/ Endox®

12 WK H2O2/ Endox® (6 einwurzlige und 2 dreiwurzlige Zähne pro Gruppe)

Enterococcus faecalis (Gruppe 1)

Röntgenologische Kontrolle der Wurzelkanäle

Maschinelle Aufbereitung (K3) bis ISO-Größe 30/Tp. 04

Bildung von 7 Gruppen mit je 12 Wurzelkanälen

(Gleichverteilung von einwurzligen und mehrwurzligen Zähne auf alle 4 Gruppen)

Fixieren der Zähne in Silikon Autoklavieren

CFU-Bestimmung der Keimsuspensionen

Beimpfung der Wurzelkanäle und Inkubation

Abbildung 6: Übersicht zum Ablauf der Studie


23

Das klinische Vorgehen wurde mit 36 Wurzelkanälen (Gruppe 1 und 2) mit jeweils

12 Wurzelkanälen in den Gruppen Endox®/NaCl, Endox®/NaOCl und Endox®/H2O2

simuliert, um den synergistischen Effekt der Endox®-Behandlung bzw. den der

Spüllösung aufzuzeigen. Insgesamt wurden 112 Zähne bzw. 168 Wurzelkanäle auf die

Untersuchungsgruppen gleich verteilt (Abb. 7 bis 10).

Es erfolgte zunächst in allen drei Gruppen (NaCl, H2O2, NaOCl) vor und nach der

Endox®-Behandlung eine CFU-Bestimmung (Kap. 4.2). Nachfolgend wurde die

jeweilige Wurzelkanalspülung vorgenommen und nach den Spülungen erfolgte

abschließend nochmals eine Keimzahlbestimmung.

0

5

4

3

0

3

2 2 2 2 2

0 0 0

1

00

1

2

3

4

5

6

18 17 16 15 14 13 12 11 21 22 23 24 25 26 27 28

0

1

0

4

2

3

1

4

2

1

4

2

4

0

3

00

1

2

3

4

5

6

48 47 46 45 44 43 42 41 31 32 33 34 35 36 37 38

Zahnart und Anzahl der Zähne

Abbildung 7: Zahnarten und Anzahl der Zähne (n = 56) innerhalb der Enterococcus-faecalis-Gruppe


24

0

15

12

3

0

32 2 2 2 2

0 0 0

3

00

2

4

6

8

10

12

14

16

18 17 16 15 14 13 12 11 21 22 23 24 25 26 27 28

0

3

0

4

23

1

4

21

4

23

0

9

00

2

4

6

8

10

12

14

16

48 47 46 45 44 43 42 41 31 32 33 34 35 36 37 38

Zahnart und Anzahl der Wurzelkanäle

Abbildung 8: Verteilung der Wurzelkanäle (n = 84) innerhalb der Enterococcus-faecalis-Gruppe


25

0

3

0

3

0

2

0

3 3

0

3

0

3

1 1

00

1

2

3

4

5

6

18 17 16 15 14 13 12 11 21 22 23 24 25 26 27 28

0 0

1

2

1

2

3 3

2 2

4

1

3

4 4

1

0

1

2

3

4

5

6

48 47 46 45 44 43 42 41 31 32 33 34 35 36 37 38

Zahnart und Anzahl der Zähne

Abbildung 9: Zahnarten und Anzahl der Zähne (n = 56) innerhalb der Candida-albicans-Gruppe


26

0

9

0

3

0

2

0

3 3

0

3

0

3 3 3

00

2

4

6

8

10

12

14

16

18 17 16 15 14 13 12 11 21 22 23 24 25 26 27 28

0 0

32

12

3 32 2

4

1

3

12 12

3

0

2

4

6

8

10

12

14

16

48 47 46 45 44 43 42 41 31 32 33 34 35 36 37 38

Zahnart und Anzahl der Wurzelkanäle

Abbildung 10: Verteilung der Wurzelkanäle (n = 84) innerhalb der Candida-albicans-Gruppe


27

4.3.1 Endox®-Endometrie-Behandlung

Die inkubierten Wurzelkanäle wurden mit hochfrequentem Wechselstrom (HFWS)

behandelt (Abb. 11).

BA

C D

B

E F

Abbildung 11: Vorgehen bei der Endox®-Endometrie-Behandlung: (A) Endox®-Endometrie-Gerät, (B) Autor der Arbeit an der Sicherheitswerkbank (Heraeus Lamin Air, HBB 2448, Hanau, Deutschland), (C) Bedienoberfläche des Endox®-Endometrie-Gerätes, (D) Nachweis des Hochfrequenzimpulses in der Agaroberfläche, (E) Impulsapplikation im Wurzelkanal, (F) Probenahme nach Endox®-Behandlung

Dabei wurden im Wurzelkanal von koronal nach apikal die ersten drei Impulse im

ersten Drittel des Wurzelkanals und die nächsten drei im zweiten Drittel abgegeben.

Erreichte die Endox®-Elektrode den Apex, wurden weitere vier Impulse appliziert.

Vor jeder Behandlung – wie in Abbildung 11 dargestellt – wurde zum Nachweis des

Stromflusses die Handelektrode im Agar fixiert, mittels der Arbeitselektrode (schwarze

Elektrode ISO 20) der Stromkreis geschlossen und damit ein Apex-Over-Alarm


28

ausgelöst. Akustisch und im Display als „Error“ angezeigt, wurde damit die

Funktionstüchtigkeit des Endox®-Systems bestätigt.

4.3.2 Wurzelkanalspülung

Als Positivkontrolle wurden 0,5%iges NaOCl und 3%iges H2O2 als

Wurzelkanalspüllösung eingesetzt und als Negativkontrolle physiologische

Kochsalzlösung.

Zur konventionellen Wurzelkanalspülung wurde die Spülkanüle (Max-i-Probe,

30 gauge, Dentsply/Maillefer) bis zum Apex in den Wurzelkanal eingebracht,

1 mm zurückgezogen und die Spüllösung appliziert (Abb. 12).

Abbildung 12: Wurzelkanalspülung mit der Spülkanüle Max-i-Probe (30 gauge, Dentsply/Maillefer)

Die Spülmenge betrug 5 ml, abgegeben über einen Zeitraum von ca. einer Minute. Zur

Entfernung großer Flüssigkeitsmengen aus der Kavität erfolgte ein kurzes Absaugen.

Vor der Probeentnahme wurde eine Papierspitze in den Kanal eingebracht und

verworfen, um auch hier die Überstände zu entfernen.

4.4 Statistische Bewertung der Befunde

Bei gleichen Keimzahlen im Wurzelkanal vor den Behandlungen ist bei der Homogenität

der Verteilung der Wurzelkanäle auf die Gruppen der Vergleich innerhalb der jeweiligen

Behandlung zur alleinigen Endox®-Behandlung möglich bzw. zu ihrem adjunktiven

Effekt bzw. dem der Spüllösungen. Zur Effizienzbewertung der Keimreduktionen in den

Wurzelkanälen wurde der Paardifferenzentest (Hartung 1995) für abhängige Stichproben

herangezogen (Softwarepaket SPSS, Version 13.0); das Signifikanzniveau wurde mit


29

α = 0,05 festgelegt.

Zur Beurteilung des Endox®-Effektes allein stehen in beiden mikrobiologischen

Gruppen jeweils 48 Untersuchungsbefunde zur Verfügung (Abb. 13).

Vor Endox® Endox®* Nach (n = 12) (n = 36)

Vor NaCl Endox®/ Nach (n = 12) NaCl (n = 12)

Vor H2O2 Endox®/ Nach (n = 12) H2O2 (n = 12)

Vor NaOCl Endox®/ Nach (n = 12) NaOCl (n = 12)

Abbildung 13: Vergleichende Betrachtung der Ergebnisse * - Keimzahlen nach Endox® -

Behandlung aber vor Wurzelkanalspülung

Ergebnisse ______________________________________________________________________

30

5 Ergebnisse 5.1 Zur Keimreduktion von Enterococcus faecalis

Die Keimzahlen in den Impfsuspensionen (n = 7) von E. faecalis lagen in einer Höhe

von log CFU 8.07334 ± 0.4955 pro ml (bzw. 1,2 x 108 Keime) vor. Nach Bebrütung war

eine Keimzahl von log CFU 5.7921 ± 0.1579 pro ml (bzw. 6,2 x 105 Keime) in den

84 Wurzelkanälen etabliert (Abb. 14).

Inokulum Vor

n = 7 n = 84

p 0,000 s

109

108

107

106

105

104

103

102

10

0

Kei

mza

hl

Abbildung 14: Keimzahlen in den Impfsuspensionen (n = 7) von E. faecalis und Keimzahlen in den Wurzelkanälen (n = 84) nach Inokulation und Bebrütung (links) und rasterelektronenmikroskopisches Bild zur Kolonisierung der Wurzelkanäle (rechts)

Wurzelkanalbehandlung nach NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-

Behandlung mit nachfolgender NaCl-Spülung: Durch alle drei Behandlungsverfahren

wurden die Keimzahlen zunächst signifikant reduziert (Abb. 15, Anhang Tab. 3).

Bei Ausgangskeimzahlen von 3 bis 6 x 105 in den Wurzelkanälen der drei

Untersuchungsgruppen führten die NaCl- und die Endox®-Behandlung mit

nachfolgender NaCl-Spülung zur stärksten Keimreduktion; zwischen beiden Gruppen

selbst bestand nach der Behandlung kein signifikanter Unterschied. Nach der Endox®-

Behandlung allein war die geringste Keimreduktion zu verzeichnen; die Keimzahlen in

den Wurzelkanälen lagen signifikant über denen nach NaCl- und Endox®-Behandlung

mit nachfolgender NaCl-Spülung. Die Reduktionen der Keimzahlen lagen insgesamt

zwischen ein bis zwei Zehnerpotenzen.

Ergebnisse ______________________________________________________________________

31

Abbildung 15: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbehandlung mit NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaCl-Spülung

NaCl Endox Endox/NaCl

VorNach EndoxNach NaCl

n = 12 n = 12 n = 12

p 0,000 s p 0,023 s p 0,176 ns p 0,000 s

p 0,042 s p 0,006 s

p 0,079 ns

106 105 104 103 102

10 0

Kei

mza

hl

Wurzelkanalbehandlung nach H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-

Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung:

Nach allen drei Wurzelkanalbehandlungsverfahren war eine signifikante Reduktion von

E. faecalis nachweisbar (Abb. 16, Anhang Tab. 4). Die Reduktion durch die Endox®-

Behandlung allein war zwar signifikant aber mit etwa einer Zehnerpotenz am

geringsten.

Bei gleichen Ausgangskeimzahlen in allen drei Behandlungsgruppen wird ein geringer

synergistischer Effekt der Endox®-Behandlung dennoch deutlich. Auf die H2O2-

Spülung ist jedoch die stärkste Keimreduktion zurückzuführen; sie liegt bei zwei

Zehnerpotenzen und ist damit der NaCl-Spülung hinsichtlich der Keimreduktion im

Wurzelkanal deutlich überlegen (Abb. 15, 16).

Ergebnisse ______________________________________________________________________

32

p 0,393 ns

VorNach EndoxNach H2O2

n = 12 n = 12 n = 12

p 0,001 s

p 0,000 s p 0,002 s

H2O2 Endox Endox/H2O2 p 0,007 s p 0,000 s

p 0,023 s

107 106 105 104 103 102

10 0

Kei

mza

hl

Abbildung 16: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbehandlung mit H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung

Wurzelkanalbehandlung nach NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-

Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung:

Nach allen drei Wurzelkanalbehandlungsverfahren war wiederum eine signifikante

Reduktion von E. faecalis nachweisbar (Abb. 17, Anhang Tab. 5). Die Reduktion durch

NaOCl lag in der Größenordnung von etwa fünf bis sechs Zehnerpotenzen. Bei gleichen

Ausgangskeimzahlen in allen drei Behandlungsgruppen war der geringe synergistische

Effekt der Endox®-Behandlung wieder nachweisbar. NaOCl war sowohl der Endox®-

Behandlung, als auch der gewählten H2O2-Konzentration zur Keimreduktion deutlich

überlegen (Abb. 16, 17).

Ergebnisse ______________________________________________________________________

33

p 0,393 ns

VorNach EndoxNach NaOCl

n = 12 n = 12 n = 12

p 0,000 s p 0,000 s

NaOCl Endox Endox/NaOCl

107 106 105 104 103 102

10 0

Kei

mza

hl

p 0,017 s p 0,000 s

p 0,032 s p 0,000 s Abbildung 17: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbehandlung mit NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung

Wurzelkanalbehandlung mit Endox® allein: In 48 Wurzelkanälen mit alleiniger oder

kombinierter Endox®-Behandlung konnte letztere hinsichtlich der Keimreduktion separat

beurteilt werden. Die Keimreduktion war geringfügig; sie lag unter einer Zehnerpotenz

(Basis log CFU 5.6959 ± 0.4191, nach Behandlung log CFU 5.2732 ± 0.5693) und

bestätigte damit die Ergebnisse der Endox®-Behandlung der Wurzelkanäle in der

Gruppe 2 (Abb. 18, Abb. 15 bis 17).

Endox vor Endox nach

n = 48n = 48

p 0,000 s

107

106 105 104 103 102

10

Kei

mza

hl

Abbildung 18: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbehandlung (n = 48) mit Endox® allein

Ergebnisse ______________________________________________________________________

34

5.2 Zur Keimreduktion von Candida albicans

Die Keimzahlen in den Impfsuspensionen (n = 5) von C. albicans lagen in eine Höhe

von log CFU 7.0219 ± 0.2751 pro ml (bzw. 1,1 x 107 Keime) vor. Nach Bebrütung war

eine Keimzahl von log CFU 4.5342 ± 0.1257 pro ml (bzw. 3,4 x 104 Keime) in den

84 Wurzelkanälen etabliert (Abb. 19).

Inokulum Vor

108

107

106

105

104

103

102

10 0 n = 84 n = 7

p 0,000 s

Kei

mza

hl

Abbildung 19: Keimzahlen in den Impfsuspensionen (n = 7) von C. albicans und Keimzahlen in den Wurzelkanälen (n = 84) nach Inokulation und Bebrütung (links) und rasterelektronenmikroskopisches Bild zur Kolonisierung der Wurzelkanäle (rechts)

Wurzelkanalbehandlung nach NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-

Behandlung und nachfolgender NaCl-Spülung: Durch alle drei Behandlungsverfahren

wurden die Keimzahlen zunächst signifikant reduziert (Abb. 20, Anhang Tab. 6).

NaCl Endox Endox/NaCl

VorNach EndoxNach NaCl

p 0,113 ns

p 0,000 s p 0,005 s

n = 12 n = 12 n = 12

106 105 104 103 102

10

0

Kei

mza

hl

p 0,001 s

Abbildung 20: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung mit NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaCl-Spülung

p 0,038 s p 0,000 s

p 0,021 s

Ergebnisse ______________________________________________________________________

35

Bei gleich hohen Ausgangskeimzahlen in den Wurzelkanälen der drei

Untersuchungsgruppen führten die NaCl-Spülungen zur stärksten Keimreduktion;

zwischen der NaCl-Spülung allein und der mit Endox® kombinierten NaCl-Spülung

bestanden nach der Behandlung keine signifikanten Unterschiede. Nach der Endox®-

Behandlung allein wurde die geringste Keimreduktion registriert; die Keimzahlen in

den Wurzelkanälen lagen signifikant über denen nach NaCl- und nach Endox®-

Behandlung mit nachfolgender NaCl-Spülung. Die Keimreduktionen lagen insgesamt

zwischen ein bis zwei Zehnerpotenzen.

Wurzelkanalbehandlung nach H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-

Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung: Alle drei Behandlungsverfahren führten

zu einer signifikanten Reduktion von C. albicans (Abb. 21, Anhang Tab. 7). Die

Reduktion nach der Endox®-Behandlung allein war zwar signifikant aber mit einer

Größenordnung unter einer Zehnerpotenz am geringsten.

VorNach EndoxNach H2O2

n = 12 n = 12 n = 12

p 0,000 s p 0,021 s p 0,004 s p 0,000 s

p 0,095 ns

p 0,000 s p 0,000 s

H2O2 Endox Endox/H2O2

106 105 104 103 102

10 0

Kei

mza

hl

Abbildung 21: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung mit H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung

Bei gleichen Ausgangskeimzahlen in allen drei Behandlungsgruppen führte die H2O2-

Spülung zur stärksten Keimreduktion; sie lag mit etwa zwei Zehnerpotenzen unter der

Endox®-Behandlung und wurde durch letztere auch nicht synergistisch erniedrigt.

Die H2O2-Spülung erwies sich auch der NaCl-Spülung überlegen (Abb. 20, 21).

Ergebnisse ______________________________________________________________________

36

Wurzelkanalbehandlung nach NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-

Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung:

Nach allen drei Wurzelkanalbehandlungsverfahren war eine signifikante Reduktion von

C. albicans nachweisbar (Abb. 22, Anhang Tab. 8).

VorNach EndoxNach NaOCl

107 106 105 104 103 102

10 0

Kei

mza

hl

n = 12 n = 12 n = 12

p 0,840 ns

p 0,000 s p 0,000 s

NaOCl Endox Endox/NaOCl p 0,004 s p 0,000 s

p 0,021 s p 0,000 s Abbildung 22: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung mit NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung

Die Reduktion durch NaOCl lag in der Größenordnung von vier Zehnerpotenzen. Bei

gleichen Ausgangskeimzahlen in allen drei Behandlungsgruppen kam ein

synergistischer Effekt der Endox®-Behandlung nicht zum Tragen. NaOCl war sowohl

der Endox®-Behandlung als auch der alleinigen Spülung mit NaCl und H2O2 zur

Keimreduktion deutlich überlegen (Abb. 22, Abb. 20, 21).

Wurzelkanalbehandlung mit Endox® allein: 48 Wurzelkanäle mit alleiniger oder

kombinierter Endox®-Behandlung konnten letztendlich hinsichtlich der Keimreduktion

von C. albicans separat beurteilt werden. Die Keimreduktion war geringfügig; sie lag

unter einer Zehnerpotenz (Basis log CFU 4.5584 ± 0.3829, nach Behandlung

log CFU 4.0325 ± 0.5488) und bestätigte damit die Ergebnisse der Endox®-Behandlung

der Wurzelkanäle in der Gruppe 2 (Abb. 23, Abb. 20 bis 22).

Ergebnisse ______________________________________________________________________

37

Endox vor Endox nach

n = 48n = 48

p 0,000 s

107

106 105 104 103 102

10 0

Kei

mza

hl

Abbildung 23: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung (n = 48) mit Endox® allein

Diskussion ___________________________________________________________________________________________

38

6 Diskussion

Karies ist aus heutiger Sicht eine vermeidbare Krankheit. Sie kommt aber meist als chronisch

verlaufende Erkrankung bei Kindern und Erwachsenen immer noch häufig vor, obwohl

Fortschritte in Medizin und Zahnmedizin die Möglichkeit des lebenslangen Erhaltes der

natürlichen Zähne ermöglichen. So könnten Frauen in Deutschland bei einer mittleren

Lebenserwartung von 82 Jahren und Männer bei einer mittleren Lebenserwartung von

76,5 Jahren (Statistisches Bundesamt Wiesbaden 2008) auf Zahnersatz nahezu verzichten

(Abb. 24).

Abbildung 24: Entwicklung der Zahnheilkunde und kontemporäre Erkenntnisse zur mikrobiellen Ätiologiekomponente der Karies (Kneist et al. 2008)

Kariespräventive Strategien haben seit den 80iger Jahren des letzten Jahrhunderts (Glass

1982) zu einem Rückgang der Karies in den westlichen Industrienationen geführt, so dass sich

damit verbunden die Schwerpunkte in der Zahnheilkunde verschoben haben (Abb. 24) und

das Interesse sich verstärkt der Endodontie zuwenden konnte. Die Entwicklung der

Endodontie hat dazu beigetragen, dass betroffene Zähne seltener extrahiert, sondern vielmehr

erhalten werden konnten. Bei klinisch bewährtem chemo-mechanischen Vorgehen in der

Endodontie wurden deshalb auch immer weiterführend Wege beschritten, um mit zusätzlichen

Techniken höhere Erfolgsraten zu erreichen oder das Vorgehen zu verbessern.

In eigener Praxis stiegen endodontische Behandlungen in den Jahren von 2005 bis 2007 um

ein Drittel an (Abb. 25). 42% der Patienten waren jenseits des 50sten Lebensjahres (Abb. 1

Diskussion ___________________________________________________________________________________________

39

und 25). Betroffen waren hauptsächlich die Molaren, Prämolaren und Eckzähne im

Oberkiefer, gefolgt von der gleichen Reihung der Zahnarten im Unterkiefer. Untere Inzisivi

wurden kaum endodontisch behandelt.

0

5

10

15

20

25

30

18 17 16 15 14 13 12 11 21 22 23 24 25 26 27 28

2005 2006 2007

0

5

10

15

20

25

30

48 47 46 45 44 43 42 41 31 32 33 34 35 36 37 38

2005 2006 2007

Abbildung 25: Anzahl und Zahn bezogene endodontische Behandlungen in den Jahren 2005 bis 2007 in eigener Praxis

Während weiterhin nach heutigen Erkenntnissen für die Kariesauslösung nicht Laktobazillen,

sondern Mutans-Streptokokken (S. mutans, S. sobrinus) verantwortlich sind (Abb. 24), zählen

zu den Problemkeimen des erkrankten Endodonts insbesondere Enterokokken und Hefen. In

der vorliegenden Studie wurden deshalb auch beide Keimgruppen einbezogen. Auch Berber

Diskussion ___________________________________________________________________________________________

40

et al. (2006), Feng et al. (2007) Johal et al. (2007) und Dumani et al. (2007) nutzten für ihre

In-vitro-Untersuchungen Enterokokken und Hefen (Tab. 2). Lediglich Kreisler et al. (2003)

setzten als Modellkeim S. sanguinis ein. Sakomoto et al. (2007) untersuchten das

Keimspektrum nach Wurzelkanalbehandlung in vivo. Von Haffner et al. (1998) wurde die

Wirksamkeit von Endox® an S. aureus und E. coli getestet, obwohl beide Keime nicht im

Vordergrund endodontischer Infektionen stehen.

Tabelle 2: Ergebnisse jüngster In-vitro-Untersuchungen zur Keimreduktion von Enterococcus faecalis, Streptococcus sanguinis, Candida albicans, Staphylococcus aureus und Escherichia coli im Wurzelkanal durch Spülflüssigkeiten und unterstützende Methoden ___________________________________________________________________________ Autor Spülmittel Unterstützende Testkeime Effizienz der (Jahr) Maßnahme Keimreduktion ___________________________________________________________________________ Dumani et al. NaOCl 1% Keine E. faecalis NaOCl 5% > 2007 NaOCl 1% > NaOCl 5% C. albicans CHX 2% CHX 2% Feng et al. NaOCl 0,9% Keine E. faecalis NaOCl 0,9% > 2007 NaOCl 2,5% NaOCl 2,5%> NaOCl 5,25% NaOCl 5,25% Jaohl et al. NaOCl 1,3%+ Keine E. faecalis NaOCl 5,25% + 2007 MTAD EDTA> NaOCl 5,25%+ NaOCl 1,3% + EDTA MTAD Virtej et al. NaOCl 3% Endox® orale NaOCl>MTAD> 2007 MTAD HealOzone Mischpo- HealOzone>Endox®

pulation Berber et al. NaOCl 0,5% Keine E. feacalis NaOCl 5.25% > 2006 NaOCl 2,5% NaOCl 2,5% >

NaOCl 0,5% NaOCl 0,5% Kreisler et al. NaOCl + Laser (809 nm) S. sanguinis Laser> NaOCl+ 2003 H2O2 GaAlAs H2O2 Haffner et al. NaCl 0,9% Endox® S. aureus 99,9% 1998 E. coli ___________________________________________________________________________ NaCl = physiologische Kochsalzlösung, NaOCl = Natriumhypochlorit, H2O2 = Wasserstoffperoxid, CHX = Chlorhexidindigluconat, EDTA = Ethyldiamintetraessigsäure, MTAD = Mixture of Tetra- Cycline, Acid and Detergens

Diskussion ___________________________________________________________________________________________

41

Von den Autoren wurden zwischen 7 und 20 Wurzelkanäle pro Untersuchungsgruppe

verwendet. In der vorliegenden Untersuchung wurden 12 Wurzelkanäle pro

Untersuchungsgruppe eingesetzt.

Kreisler et al. (2003), Berber et al. (2006), Feng et al. (2007) Johal et al. (2007), Dumani et al.

(2007) und Sakomoto et al. (2007) widmeten sich dabei der Effizienz von

Wurzelkanalspülungen bzw. der Laserbehandlung (Kreisler et al. 2003).

Um höhere Erfolgsraten in der endodontischen Behandlung zu erreichen, wurden begleitend

zum chemo–mechanischen Vorgehen neue Techniken in den letzten Jahren entwickelt, der

unterstützende Einsatz von Schall oder Ultraschall aktivierten Geräten bei der Aufbereitung

und Desinfektion des Wurzelkanals, die Anwendung von Laser, die Photodynamische

Desinfektion, die hydrodynamische Wurzelkanalaufbereitung, die Ozontherapie oder das

Elektrochirurgie-System. Letzteres (Endox®-Endodontie-System) wurde in der vorliegenden

Untersuchung hinsichtlich seiner Wirkung untersucht.

Haffner et al. (1999), Lendini et al. (2005) und Virtej et al. (2007) gingen in vitro den

Auswirkungen von hochfrequentem Wechselstrom mittels Applikation von elektrischen

Stromimpulsen auf das Pulpengewebe nach.

Ultraschall wurde bereits 1957 von Richman und 1983 von Cameron in die Endodontie

eingeführt. Bei Schallfrequenz arbeitende Geräte weisen Frequenzbereiche von 1500 bis

6500 Hz auf und können direkt an die Behandlungseinheit gekoppelt werden. Dabei wird die

Pressluft der hochtourigen Antriebe in Schwingungen im Schallbereich umgesetzt. Die

Schallgeräte sind im Vergleich zu Ultraschalleinheiten kostengünstiger, da die

hochfrequenten Schwingungen (ca. 20.000-40.000 Hz) von Ultraschalleinheiten in einem

speziellen Generator erzeugt werden müssen (Geurtsen 1990). Die Aufbereitung gekrümmter

Wurzelkanäle durch Anwendung von Ultraschallsystemen ist aus Gründen der

Arbeitssicherheit, Formgebung und Effektivität nach Hülsmann (1999) nicht zu empfehlen.

Nach Angaben verschiedener Autoren fördert eine Ultraschall-/Schall-Instrumentierung die

Spülwirkung, in der gegenwärtig der Haupteinsatzbereich der schall- oder

ultraschallaktivierten Geräte im Rahmen der Endodontie zu sehen ist (Geurtsen 1990,

Hülsmann 1999). Auch Martin und Cunningham (1985) geben einen synergistischen Effekt

beim Zusammenwirken von Ultraschallschwingungen und Spüllösungen an. Neuere Studien

belegen jedoch, dass der Kavitationseffekt quantitativ vernachlässigt werden kann, weil es

sich primär um akustische Strömungsphänomene („acoustic streaming“) handelt, die

Flüssigkeitspartikel um eine schwingende Feile herum in schnelle Bewegungen versetzen

können (Hülsmann 1999). Neuere Untersuchungen sprechen auch dafür, dass Ultraschall in

Diskussion ___________________________________________________________________________________________

42

Verbindung mit Natriumhypochlorit als Spüllösung eine effiziente Kanalreinigung

ermöglicht; die Formgebung des Kanals bleibt jedoch unbefriedigend (Suter et al. 1986, Beer

und Gängler 1989, Stock 1992). Nach Ergebnissen einer mikrobiologischen Studie von

Spoleti et al. (2003) zur Reduzierung der Keimzahl und nach

rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen von Sabins et al. (2003) zur Sauberkeit der

Wurzelkanalwand wurde die Überlegenheit der schall- oder ultraschallgestützen gegenüber

der konventionellen manuellen Spültechnik beschrieben.

In den letzten Jahren widmete sich eine Vielzahl von Autoren der Anwendung von Lasern zur

Säuberung und Desinfektion des Wurzelkanals. Von Bedeutung sind hierbei besonders der

Nd:YAG Laser, der Diodenlaser, der Er:YAG Laser und der Er,Cr:YSGG Laser (Schoop et

al. 2004).

Der Nd:YAG Laser wurde erstmals von Myers und McDaniel(1991) und Hardee (1994), in

der Endodontie empfohlen. Dies sind die am längsten etablierten Geräte (Schoop et al. 2004).

In einer der frühesten Studien berichtete Hassan (1959) von einer Verringerung der apikalen

Entzündung und einer beschleunigten Trocknung des Wurzelkanals. Weitere Studien zeigten,

dass die Strahlung des Nd:YAG Laser, wenn auch abgeschwächt, noch in Tiefen von

1000 μm bakterizid wirkt (Klinke et al. 1997). Moritz et al. (1997a, b, c) bestätigten die

Ergebnisse von Klinke et al. (1997).

Der erfolgreichen Anwendung von Diodenlasern (Weichgewebslaser) auf dem Gebiet der

Allgemeinen Chirurgie und Ophthalmologie (Puliafito et al. 1987, Cuschiere et al. 1991)

folgte durch Moritz et al. (1997b) auch der Einsatz in der Endodontie. Bei dem Er:YAG Laser

handelt es sich um einen Hartgewebslaser, der von Hibst et al. (1997) auch für die Endodontie

empfohlen wurde. Der Er,Cr:YSGG Laser wurde ebenfalls als Hartgewebslaser entwickelt.

Schoop et al. (2004) verglich den Nd:YAG Laser, den Diodenlaser, den Er:YAG Laser und

den Er,Cr:YSGG Laser hinsichtlich ihrer bakteriziden Wirkung auf E. coli und E. faecalis an

Dentinproben in vitro. Allen Lasern konnte grundsätzlich eine antibakterielle Wirkung

bescheinigt werden (Schoop et al. 2004); eine Keimreduktion bis unterhalb der

Nachweisgrenze konnte am besten mit dem Er:YAG Laser erreicht werden.

Grundlage der Photodynamischen Desinfektion (Photoactivated Disinfection, PAD) ist die

Fähigkeit, photoaktivierbare Substanzen bzw. Photosensibilisatoren im Gewebe anzureichern

und bei bestimmter Wellenlänge durch Licht zu aktivieren. Bei einem kaskadenförmigen

Ablauf kommt es dabei zur Bildung von freien Radikalen bzw. Singulett-Sauerstoff, wodurch

eine toxische Wirkung auf die Zielzelle ausgelöst wird (Pass 1993).

Diskussion ___________________________________________________________________________________________

43

Für die Endodontie interessant sind Studien, die nachweisen konnten, dass

E. faecalis (Silbert et al. 2000, Usacheva et al. 2001, Lee 2003) sowie Candida albicans (Ito

und Kobayashi 1977, Wilson und Mia 1993, Paardekooper et al. 1995, Jackson et al. 1999)

erfolgreich durch PAD mit Toloniumchlorid aus dem Wurzelkanal eliminiert werden

konnten. Ob PAD auf Grund anatomischer Gegebenheiten des Wurzelkanals sowie der

Ausbildung eines Multi-Spezies-Biofilms an den Kanalwänden eine absolute Keimfreiheit zu

erreichen vermag, bleibt nach Seal et al. (2002) noch offen. Nach Ng (2004) ist PAD

prinzipiell eine gute unterstützende Maßnahme bei der Wurzelkanalbehandlung. Pfitzner et

al. (2004) und Sigusch et al. (2005) erwarten auch vielversprechende Erfolge in der

Parodontologie durch den Einsatz der PAD; erste Hinweise dazu liegen im Tierexperiment

und in vitro mit Parodontalkeimen vor.

Bei der hydrodynamischen Wurzelkanalaufbereitung (Lussi-Technik) wird mit NaOCl und

Unterdruck, eine kontrollierte Bildung und Implosion von Blasen, das Pulpagewebe entfernt

(Lussi et al. 1993). Eine Erweiterung oder Formgebung der Wurzelkanäle mit der

hydrodynamischen Technik ist nicht möglich und auch nicht beabsichtigt. Eine

Wurzelkanalfüllung mit konventionellen Fülltechniken ist allerdings auch nicht möglich, da

kein Wurzelkanalwanddentin abgetragen wird (Lussi et al. 1996). Schäfer (2000) sieht in der

hydrodynamischen Wurzelkanalaufbereitung keine Alternative zur instrumentellen

Wurzelkanalaufbereitung.

Bei Ozon handelt es sich um eine dreiatomige Modifikation des molekularen Sauerstoffs,

dessen Aggregatzustand bei Raumtemperatur gasförmig ist und einen charakteristischen

Geruch aufweist. In dieser Form ist es farblos. Ozon ist das stärkste Oxidationsmittel und

kann aufgrund dieser Eigenschaft Bakterienmembranen schädigen und somit

Bakterienenzymsysteme inaktivieren (Viebahn-Hänsler 1995). Die Anwendung von Ozon für

die Desinfektion des Wurzelkanals wurde schon in den 30er Jahren beschrieben (Fisch 1936,

Meyer 1938). Es folgten Empfehlungen von Dausch (1951), Sandhaus (1968), Chahaverdiani

und Stoll (1975). Nach jüngsten Studien wird der Einsatz von Ozon im Wurzelkanal erneut

empfohlen (Steier 2004, Steier et al. 2005, Rimoldi et al. 2005). Vogt (2007) und Weiß (2008)

stellten die Praxisrelevanz einer Ozontherapie in Frage; der keimreduzierende Effekt nach

Kariesexkavation bzw. nach Wurzelkanalaufbereitung erwies sich in beiden In-vitro-Studien

als zu gering. Positive Studienergebnisse zur Anwendung von Ozontherapien in der

Parodontologie, zur adjuvanten Behandlung von Gingivitis und Parodontitis, zur

Kariesbehandlung bzw. –prävention und zur epithelialen Wundheilung gehen auf Brauner

(1991, 1992), Filippi (2001) und Huth et al. (2005) zurück.

Diskussion ___________________________________________________________________________________________

44

Mit dem Elektrochirurgiesystem Endox®-Endodontiesystem (Fa. Lysis, Nova Milanese,

Italien) sollen nach manueller Wurzelkanalaufbereitung (ISO 15 bis 30) unter endometrischer

Kontrolle eine differente Elektrode in den Wurzelkanal eingeführt und mittels hochfrequenter

Wechselspannung (Dauer 0,1 sec) und hoher Stromdichte das pulpale Gewebe und die darin

befindlichen Mikroorganismen verdampft und das Wurzelkanaldentin somit verschmolzen

werden (Haffner et al. 1997, 1999). Der Stromkreis wird anhand einer afferenten Elektrode in

Form einer Handelektrode nach dem Betätigen eines Fußschalters im Patientenkörper

geschlossen. Der Stromimpuls hat eine Dauer von 140 Millisekunden mit einer elektrischen

Leistung von 110 Watt bei einem elektrischen Widerstand von einem KiloOhm. Die

Betriebsfrequenz wird dabei mit 312,5 Hertz angegeben.

Haffner et al. (1997, 1999) und Cassanelli et al. (2005) bestätigten in vitro eine

Keimreduktion im Wurzelkanal durch die Applikation des Wechselstromes bzw. eine

Zellwandlyse bei E. coli. Lendini et al. (2005) gelang die Exkavation verbliebenen

Pulpagewebes aus experimentellen Wurzelkanälen durch das Endox®-System. Vögele (2001)

berichtete weiterführend von einer häufiger erzielten Schmerzfreiheit nach Behandlung einer

akuten Pulpitis mit hochfrequenten Wechselstromimpulsen.

Bei vorliegender Studie handelt es sich um eine In-vitro-Studie. Unter standardisierten

Bedingungen sollte der Effizienz der Keimreduktion von Enterococcus faecalis und Candida

albicans im Wurzelkanal menschlicher Zähne nach Behandlung mit dem Endox®-

Endometrie-System im Vergleich zu einer NaCl-, H2O2- und NaOCl-Spülung bzw. deren

Kombination mit Endox® nachgegangen werden. Im Schrifttum liegen diesbezüglich nur

wenige und kaum miteinander vergleichbare Studien vor. Mit den verwendeten Spüllösungen

allein, insbesondere NaOCl, konnten Dumani et al. (2007), Feng et al. (2007), Johal et al.

(2007) und Berber et al. (2006) eine drastische Reduktion von E. faecalis in nahezu allen

Fällen bis unter die Nachweisgrenze erreichen. Mit steigender NaOCl-Konzentration stieg

dabei auch die Effizienz der Keimreduktion; die getesteten Konzentrationen lagen zwischen

0,5 bis 5,25% NaOCl. NaOCl war in seiner Effizienz dem CHX bzw. H2O2 überlegen. In der

vorliegenden Studie wurde eine 0,5%ige NaOCl-Konzentration gewählt, um bei einem

ausreichenden Überleben von E. faecalis bzw. C. albicans nachfolgend den

keimreduzierenden Anteil einer Endox®-Behandlung bestimmen zu können. In klinischen

Studien bzw. in vitro wird der keimreduzierende Effekt einer aufeinander folgenden Reihe

von Behandlungen gewöhnlich erst nach der letzten Behandlungsstufe untersucht, so dass der

jeweils anteilige Effekt im Verborgenen bleibt. Dies gilt besonders auch für HealOzone™-

Studien im Wurzelkanal (Lynch 2002). Dass beispielsweise der Anteil des Ozons für die

Diskussion ___________________________________________________________________________________________

45

Keimreduktion aber sehr geringfügig ist, konnte bei stufenweisen mikrobiologischen

Prüfungen in vitro erhellt werden (Weiß 2008). Gleiches galt für die synergistische

Keimreduktion am Kavitätenboden durch HealOzone™ (Vogt 2007). Die etappenweisen

Prüfverfahren zeigten vorliegend auch nur einen geringfügigen Effekt der Endox®-

Behandlung im Vergleich zur NaOCl- bzw. H2O2- oder CHX-Spüllösung auf.

Der erfolgreiche Einsatz des NaOCl in der Endontie lässt sich fast hundert Jahre

zurückverfolgen (Dakin 1915). Inzwischen hat sich Natriumhypochlorit auf dem

endodontischem Gebiet weltweit bewährt (Siqueira 2001).

Natriumhypochlorit weist konzentrations-, temperatur- und volumenabhängig Gewebe

auflösende Eigenschaften auf (Hand et al. 1978, Thé 1979, Hasseilgren et al. 1988, Andersen

et al. 1992, Yang et al. 1995, Türkün und Cengiz 1997, Siqueira 2001, Beer et al. 2004). Es

wirkt weiterhin antibakteriell, antimykotisch und antiviral gegen ein breites

Bakterienspektrum, Bakteriensporen, Pilze, Protozoen und Viren (Bloomfield und Miles

1979, Rutala und Weber 1997, Siqueira et al. 1998a). Die antibakterielle Wirkung beruht

dabei auf der Zerstörung bzw. Inaktivierung der Lipopolysaccharide bzw. Endotoxine, die für

entzündliche Reaktionen verantwortlich sind (Bergenholtz 1975, Buttler und Crawford 1982,

Haight et al. 1999) und auf der Oxidierung der Sulphydrylgruppen innerhalb des

Enzymsystems des Bakteriums (Siqueira et al. 1997). Über die klinisch einzusetzende

Konzentration von NaOCl sind die Meinungen kontrovers. Letztlich werden 1- bis 5,25%ige

NaOCl-Spüllösungen im klinischen Alltag empfohlen. In der vorliegenden In-vitro-Studie

wurde eine 0,5%ige NaOCl-Spüllösung verwendet, die ein nachweisbares Überleben von E.

faecalis und

C. albicans und den nachfolgenden Nachweis des keimreduzierenden Effekt durch die

Endox®-Behandlung erlaubte. Diesem Gedankengang folgten auch Muselmani et al. (2006a,

b), die bei der Wurzelkanalspülung bei Verwendung einer 0,5%ige NaOCl-Spüllösung und

Effizienzprüfung der manuellen versus hydrodynamischen Wurzelkanalspülung dem

hydrodynamischen Vorgehen den Vorzug einräumen konnten. Weiß (2008) benutzte ebenfalls

niedrigere NaOCl-Konzentrationen und konnte dadurch die Begrenztheit einer HealOzone™-

Behandlung zur Desinfektion aufzeigen. Auch Haffner et al. (1998) folgten diesem

methodischen Ansatz. Die Autoren setzten NaCl als Spüllösung in ihren In-vitro-

Untersuchungen zur Effizienzbewertung des Endox®-Systems ein; Virtej et al. (2007)

benutzten hingegen 3%ige NaOCl-Spüllösung zur Desinfektion der Wurzelkanäle (Tab. 2).

NaOCl ist unumstritten ein hervorragendes antibakterielles, antimykotisches bzw. antivirales

Mittel, kann aber nach Ehrich et al. (1993), Türkün et al. (1998), Hülsmann und Hahn (2000)

Diskussion ___________________________________________________________________________________________

46

dem periradikulären Gewebe bei Kontakt mit zum Teil schwerwiegende Folgen schaden. So

kann es beim Überpressen von NaOCl zu extremen Schmerzzuständen mit Emphysemen und

daraus resultierenden Nekrosen von Weichteil- und Hartgewebsarealen kommen (Hülsmann

2003). Eine Schwächung der Biegefestigkeit des Dentins wird diskutiert (Grigoratos et al.

2001, Sim et al. 2001).

Wasserstoffperoxid, das bis heute in der Zahnheilkunde häufig auch als Spülmittel für den

Wurzelkanal verwendet wird (Lange 1961, Glockmann 1986, Ying et al. 1999, Kreisler et al.

2003), wurde auch in der vorliegenden Studie als Positivkontrolle eingesetzt. Es wurde eine

Konzentration von 3% gewählt. Zur Keimreduktion von E. faecalis war es dem NaOCl

unterlegen; gleiches galt für C. albicans. Die Keimreduktion durch die gewählte NaOCl-

Konzentration fiel um zwei Drittel stärker aus im Vergleich zu H2O2. H2O2 entwickelt eine

starke Schaumbildung bei Kontakt mit vitalem Gewebe. Durch die Schaumbildung, die auf

dem Kontakt mit den Enzymen Katalase und Gluthation-Peroxidase zurückzuführen ist und

zur Bildung von molekularem Sauerstoff führt, kommt es zur Ausspülung von Geweberesten

und Dentinspänen (Heidemann 2001). Der freie naszierende Sauerstoff wirkt wiederum

bakterizid auf anaerobe Keime. Barthel und Raab (2005) zweifeln an der klinischen Relevanz

der antimikrobielle Wirkung von H2O2 im Wurzelkanal, die vorliegend untermauert werden

kann. Durch die Kombination von H2O2 mit NaOCl konnte nach Barthel und Raab (2005) die

Desinfektionswirkung des H2O2 aber nicht verbessert werden; der Gewebe auflösenden Effekt

wurde aber reduziert. Letzterer ist im Vergleich zwischen H2O2 und NaOCl allein deutlich

geringer. Heidemann (2001) bestätigte dies auch für die Zytotoxizität.

Schlussfolgerung ___________________________________________________________________________________________

47

7 Schlussfolgerung Die Effizienz von NaOCl (0,5%) und H202 (3%) konnte in der vorliegenden Studie als

Spüllösung zur Eradizierung der Problemkeime Enterococcus faecalis und Candida albicans

aus dem Wurzelkanal in Modelluntersuchungen mit humanen Wurzelkanälen untermauert

werden.

Die Endox®-Wirkung war gering und lag zahlenmäßig sogar unter der der Negativkontrolle

(NaCl-Spülung). Wesentliche Unterschiede zwischen den Keimarten bestanden nicht.

Da sich Wurzelkanalspüllösungen wie NaOCl oder H202 im klinischen Alltag der Endodontie

bewährt haben und vorliegend als Postivkontrollen mitgeführt wurden, müsste der Einsatz des

Endox®-Endometrie-Systems synergistisch erheblich zur Keimreduktion beitragen. Dies

wiederum könnte zur Folge haben, in der Klinik die Konzentration von NaOCl zu senken.

Klinisch-mikrobiologisch wäre deshalb klinisch zu prüfen, ob eine Praxisrelevanz für das

Endox®-Endometrie-Systems besteht. Als Arbeitshypothese muss im Ergebnis der

vorliegenden Studie aber schon im Vorfeld angenommen werden, dass die Praxisrelevanz des

Gerätes begrenzt sein dürfte.

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Anhang

71

9 Anhang

Anhang

72

Tabelle 3: Anzahl der endodontischen Behandlungen in den Jahren 2005 bis 2007 in der Gemeinschaftspraxis Traichel ______________________________________________________________________ Jahr Altersgruppe (Jahre) < 20 21 - 30 31 - 40 41 - 50 51 - 60 61 - 70 71 - 80 >80 ______________________________________________________________________ 2005 7 28 42 48 46 36 19 2

2006 11 43 32 73 49 48 21 5

2007 8 40 47 72 51 10 32 1 ______________________________________________________________________

Tabelle 4: Anzahl der endodontisch behandelten Zahnarten in den Jahren 2005 bis 2007 in der Gemeinschaftspraxis Traichel ______________________________________________________________________ Oberkiefer 18 17 16 15 14 13 12 11 21 22 23 24 25 26 27 28 2005 0 11 11 9 4 12 7 3 4 10 8 11 7 11 6 2 2006 0 11 14 19 9 10 7 4 4 7 8 17 16 11 14 0 2007 0 16 12 18 10 7 11 9 7 4 13 12 15 25 16 0 Unterkiefer 48 47 46 45 44 43 42 41 31 32 33 34 35 36 37 38 2005 0 7 17 12 10 9 1 2 0 0 7 4 12 11 7 1 2006 2 14 20 19 6 9 2 2 0 1 9 6 14 17 11 0 2007 1 12 17 15 11 8 0 0 0 1 9 10 13 16 15 0 ______________________________________________________________________

Anhang

73

Tabelle 5: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbehandlung mit NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaCl-Spülung ______________________________________________________________________ Keimzahl Spülung Endox Endox/ Spülung log CFU ______________________________________________________________________

NaCl n = 12 n = 12 n = 12 Vor 5.8509 ± 0.3436 5.7405 ± 0.3982 5.5612 ± 0.4381 Endox 5.3760 ± 0.3652 Nach 4.6015 ± 0.5122 5.2550 ± 0.7102 4.2209 ± 0.6556 p-Wert Endox 0.176 ns p-Wert 0.000 s 0.023 s 0.000 s ______________________________________________________________________

Tabelle 6: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbehandlung mit H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung ______________________________________________________________________ Keimzahl Spülung Endox Endox/ Spülung log CFU ______________________________________________________________________

H2O2 3% n = 12 n = 12 n = 12 Vor 6.0096 ± 0.7035 5.7405 ± 0.3982 5.6272 ± 0.2721 Endox 5.0618 ± 0.6393 Nach 3.9533 ± 1.2095 5.2550 ± 0.7102 3.7653 ± 0.66945 p-Wert Endox 0.007 s p-Wert 0.000 s 0.023 s 0.000 s ______________________________________________________________________

Anhang

74

Tabelle 7: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbehandlung mit NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung ______________________________________________________________________ Keimzahl Spülung Endox Endox/ Spülung log CFU ______________________________________________________________________

NaOCl 0,5% n = 12 n = 12 n = 12 Vor 5.9008 ± 0.4879 5.7405 ± 0.3982 5.8548 ± 0.5208 Endox 5.3997 ± 0.5115 Nach 0.6438 ± 1.0979 5.2550 ± 0.7102 0.2994 ± 0.6128 p-Wert Endox 0.017 s p-Wert 0.000 s 0.023 s 0.000 s ______________________________________________________________________

Tabelle 8: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung mit NaCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaCl-Spülung ______________________________________________________________________

Keimzahl Spülung Endox Endox/ Spülung log CFU ______________________________________________________________________

NaCl n = 12 n = 12 n = 12 Vor 4.6909 ± 0.6728 4.3906 ± 0.1995 4.7246 ± 0.5956 Endox 4.3075 ± 0.5040 Nach 3.3739 ± 0.7540 4.0590 ± 0.3763 2.9257 ± 0.6251 p-Wert Endox 0.038 s p-Wert 0.001 s 0.021 s 0.000 s ______________________________________________________________________

Anhang

75

Tabelle 9: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung mit H2O2-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender H2O2-Spülung ______________________________________________________________________ Keimzahl Spülung Endox Endox/ Spülung log CFU ______________________________________________________________________

H2O2 3% n = 12 n = 12 n = 12 Vor 4.6070 ± 0.4237 4.3906 ± 0.1995 4.4823 ± 0.2536 Endox 3.7890 ± 0.7012 Nach 3.0402 ± 0.4506 4.0590 ± 0.3763 2.7439 ± 0.6733 p-Wert Endox 0.004 s p-Wert 0.000 s 0.021 s 0.000 s ______________________________________________________________________

Tabelle 10: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung mit NaOCl-Spülung, nach Endox®-Behandlung und Endox®-Behandlung und nachfolgender NaOCl-Spülung ______________________________________________________________________

Keimzahl Spülung Endox Endox/ Spülung log CFU ______________________________________________________________________

NaOCl 0,5% n = 12 n = 12 n = 12 Vor 4.4242 ± 0.3573 4.3906 ± 0.1995 4.6360 ± 0.3066 Endox 3.9753 ± 0.4984 Nach 0.1788 ± 0.4518 4.0590 ± 0.3763 0.2219 ± 0.5694 p-Wert Endox 0.004 s p-Wert 0.000 s 0.021 s 0.000 s ______________________________________________________________________

Anhang

76

Tabelle 11: Keimzahlen von Enterococcus faecalis nach Wurzelkanalbehandlung (n = 48) mit Endox® allein ______________________________________________________________________ Keimzahl log CFU Endox ______________________________________________________________________

n = 48 Vor 5.6959 ± 0.4191 Nach 5.2732 ± 0.5693 p-Wert 0.000 s ______________________________________________________________________

Tabelle 12: Keimzahlen von Candida albicans nach Wurzelkanalbehandlung (n = 48) mit Endox® allein ______________________________________________________________________ Keimzahl log CFU Endox ______________________________________________________________________

n = 48 Vor 4.5583 ± 0.3829 Nach 4.0326 ± 0.5488 p-Wert 0.000 s ______________________________________________________________________

Anhang

77

Danksagung

An dieser Stelle danke ich allen, die zum Gelingen der Dissertation beigetragen haben.

Mein besonderer Dank gilt Frau Professor Dr. rer. nat. habil. Susanne Kneist, Leiterin

des Biologischen Labors am Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde der

Friedrich-Schiller-Universität Jena, für die wertvolle Unterstützung bei der

Vorbereitung, Durchführung und Auswertung der klinischen und mikrobiologischen

Untersuchungen sowie für die kreativen Diskussionen und fachlichen Hinweise.

Herrn Professor Dr. med. dent. habil. Eike Glockmann, Direktor der Poliklinik für

Konservierende Zahnheilkunde am Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde der

Friedrich-Schiller-Universität Jena, danke ich für die Ermutigung zur Promotion, die

Überlassung des interessanten Promotionsthemas und die fachliche Beratung.

Für die angenehme Atmosphäre und die wertvolle und engagierte Unterstützung bei der

experimentellen und labortechnischen Arbeit bin ich insbesondere Frau Regina Mäuer

und Frau Katrin von Brandenstein zu großem Dank verpflichtet.

Durch Bereitstellung des Untersuchungsgutes haben viele Ostthüringer Kollegen in

dankenswerter Weise zum Gelingen der Arbeit beigetragen.

Große Unterstützung erfuhr ich über den gesamten Zeitraum der Arbeit durch meine

Eltern. Sie ermöglichten mir, die Dissertation neben dem laufenden Praxisalltag

zielstrebig voran zu treiben. Ihnen gilt mein besonderer, von Herzen kommender Dank.

Anhang

78

Ehrenwörtliche Erklärung Hiermit erkläre ich, dass mir die Promotionsordnung der Medizinischen Fakultät der

Friedrich-Schiller-Universität bekannt ist,

ich die Dissertation selbst angefertigt habe und alle von mir benützten Hilfsmittel,

persönlichen Mitteilungen und Quellen in meiner Arbeit angegeben sind,

mich folgende Personen bei der Auswahl und Auswertung des Materials sowie bei der

Herstellung des Manuskripts unterstützt haben:

Prof. Dr. rer. nat. habil. Susanne Kneist

und

Prof. Dr. med. dent. habil. Eike Glockmann,

die Hilfe eines Promotionsberaters nicht in Anspruch genommen wurde und das Dritte

weder unmittelbar noch mittelbar geldwerte Leistungen von mir für die Arbeit erhalten

haben, die in Zusammenhang mit dem Inhalt der vorgelegten Dissertation stehen,

dass ich die Dissertation noch nicht als Prüfungsarbeit für eine staatliche oder andere

wissenschaftliche Prüfung eingereicht habe und

dass ich die gleiche, ein in wesentlichen Teilen ähnliche oder eine andere Abhandlung

nicht bei einer anderen Hochschule als Dissertation eingereicht habe.

Bad Köstritz, den 01.07.2008 Frank Traichel

Anhang

79

Lebenslauf

Persönliche Angaben

Name Frank Traichel Geburtsdatum 12.04.1977 Geburtsort Gera Nationalität deutsch Familienstand ledig Wohnort Silbitzer Weg 4 07586 Bad Köstritz

Eltern: Dipl.-Stomat. Gabriele Traichel, geb. Weiß Dipl.-Stomat. Uwe Traichel

Schulbildung 1983 - 1987 Grundschule „Hans-Beimler“ in Bad Köstritz 1987 - 1991 Regelschule „Otto-Settegast“ in Bad Köstritz 1991 - 1995 Friedrich-Schiller-Gymnasium in Gera 12.06.1995 Abitur am Friedrich-Schiller-Gymnasium in Gera

Bundeswehr Dienstzeitanfang: 03.07.1995

Dienstzeitende: 30.06.1996, Beförderung zum Hauptgefreiten der Reserve, Danksagung und Bataillionsbestpreis

Hochschulausbildung 1996 - 2004 Zahnmedizinstudium an der Friedrich-Schiller-Universität

in Jena

03.1999 Zahnärztliche Vorprüfung

01.2004 Zahnärztliche Prüfung seit 01.2007 Promotionsstudent an der Friedrich-Schiller-Universität

Jena, Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde

Berufstätigkeit 04.2004 - 08.2006 Vorbereitungsassistent in der Gemeinschaftspraxis

Gabriele und Uwe Traichel in Bad Köstritz

seit 09.2006 Niederlassung als Vertragszahnarzt in der Gemeinschafts-praxis Traichel in Bad Köstritz

09.2006 Anerkennung des „Tätigkeitsschwerpunktes Endodonto-logie“ durch die Landeszahnärztekammer Thüringen

Bad Köstritz, den 01.07.2008 Frank Traichel

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