DGZ-Newsletter 02/2022
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INHALTNeues aus der ForschungExpert*innengesprächTipps für die Praxis
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Im DGZ-Newsletter werden wissenschaftliche Informationen zur Zahnerhaltung kompakt und verständlich auf den Punkt gebracht. Die Inhalte werden von Expert*innen der deutschen Universitätszahnkliniken verfasst, die exklusiv von interessanten Entwicklungen aus ihrer aktuellen Forschungsarbeit berichten. In der zweiten Ausgabe 2022 widmen wir uns in der Rubrik "Neues aus der Forschung" einem vielversprechenden Verfahren zur Bildgebung, zu dem am Universitätsklinikum Leipzig derzeit intensiv geforscht wird. Die optische Kohärenztomografie (OCT) ermöglicht die Generierung von zweidimensionalen Schnittbildern und Volumenbilderstapel (3D-Bilder) von Objekten, mit denen kariöse Schmelzläsionen nicht nur im Frühstadium erfasst werden können, sondern auch das Resultat nach der Therapie kariöser Defekte bewertet werden kann. "Tipps für die Praxis" gibt es dieses Mal zur korrekten Anwendung der zahnärztlichen Adhäsivtechnik, bei der eine große Anzahl verschiedener Adhäsive zur Auswahl steht. Dabei hängt der Erfolg nicht allein von der Wahl des Adhäsivs, sondern auch von der Anwendung ab. Dr. Uwe Blunck von der Charité Berlin fasst die aktuelle Literatur zusammen und gibt wertvolle Hinweise zur Anwendung der Etch&Rinse-Technik, selbstätzender Adhäsive sowie für die Lichthärtung. Wir wünschen Ihnen viel Spaß beim Lesen und ein schönes, sonniges Osterfest!
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Neues aus der Forschung |
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Wenn von Tomografie die Rede ist, denken Zahnärzt*innen meist an Computertomografie (CT) oder digitale Volumentomografie (DVT) mit allen Vorteilen für die dentale Diagnostik und Therapie, aber auch den bekannten Nachteilen, allen voran die Strahlenbelastung. In der Poliklinik des Universitätsklinikums Leipzig ist seit mehr als zehn Jahren die optische Kohärenztomografie etabliert. Im Gegensatz zu CT und DVT bildet das auf Weißlichtinterferometrie basierende tomografische Verfahren mit Licht des Nahinfrarots ab. Dabei werden Strukturen in Schnittbildern bis in eine Tiefe von 2,5 mm dargestellt und im Mikrometerbereich aufgelöst. Da die Generierung der 2D-Schnittbilder und 3D-Tomogramme in Echtzeit erfolgt, ist mittlerweile OCT für die Chairside-Anwendung geradezu prädestiniert. In zahlreichen Studien internationaler Arbeitsgruppen und der Leipziger Poliklinik konnte gezeigt werden, dass kariöse Schmelzläsionen mit OCT im Vergleich zu den eingeführten Methoden bereits im Frühstadium [1] (Abb. 1) oder in schwer zugänglichen Bereichen (Abb. 1, 2) darstellbar sind. Nach Therapie kariöser Defekte kann das Resultat bildhaft erfasst und quantitativ bewertet werden [2, 3]. Um das Potenzial der Methode für ein zeitgemäßes Kariesmanagement zu untersuchen, wurde unter Federführung der Poliklinik ein intraoral anwendbarer OCT-Scanner entwickelt (Abb. 3), der im Rahmen einer Proband*innenstudie einer ersten Bewertung unterzogen wurde [4]. |
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Detektion von Karies mit Intraoral-OCT OCT-Laborsonde: Intraoral-OCT-Sonde (IOS):
Beurteilung zahnfarbener Restaurationen mit OCT nach kurzer und langer Liegedauer möglich Intraoral-OCT-Sonde (IOS): OCT-Laborsonde: Basierend auf dem Vergleich der Schnittbildebenen zu festen Nachuntersuchungszeiten können Restaurationen einem Monitoring unterzogen werden [3, 5] (Abb. 5). Die Hypothese ist, dass OCT-basiertes Monitoring die Bewährung von Adhäsiv- bzw. Restaurationssystemen bereits nach einigen Monaten und mit kleineren Stichproben (Patient*innenanzahlen) ermöglicht und nicht erst nach mehr als drei Jahren.
Hohe Spezifität mit OCT hilft Übertherapien zu vermeiden In allen klinischen Studien zeigte die Kombination mit OCT vor allem auch, dass es nicht die perfekte Füllung gibt. Neben Imperfektionen in den Restaurationsmaterialien (Abb. 7) gilt das insbesondere für den Verbund zum Zahn. In allen Restaurationen erschienen bereits unmittelbar nach Füllungslegung interfaziale Spalte am Schmelz und Dentin (Abb. 5b), die in Abhängigkeit vom Adhäsivsystem unterschiedlich ausgeprägt waren. Wie die OCT-Schnittbilder zeigten, waren in den zwei o. g. klinischen Studien im Verlauf von drei Jahren Füllungsrandverfärbungen in keinem Fall mit kariösen Defekten assoziiert (Karies am Restaurationsrand, Abb. 8), denn das wäre in diesen erkennbar gewesen. Die Möglichkeit eine Restaurationsrandverfärbung im OCT-Schnittbild als mögliche Karies zu überprüfen, könnte dazu beitragen, falsch positive Therapieentscheidungen zu verhindern (Abb. 4, 8).
Ausblick: Intraoral-OCT nicht nur als Monitoring-Instrument für Zahngewebe geeignet In allen bisher erfolgten In-situ-Studien der Leipziger Poliklinik erwies sich Intraoral-OCT als ein leistungsfähiger technologischer Ansatz, um gesunde und kariöse Zahnhartgewebe sowie zahnfarbene Restaurationen nichtinvasiv abzubilden und ergänzend zu den etablierten Methoden zu beurteilen. Zur gewinnbringenden Darstellung der oralen Weichgewebe des Parodonts könnte mit kürzeren Zentralwellenlängen um 800 nm möglicherweise eine höhere Ortsauflösung erzielt werden. |
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Abbildungen
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Expert*innengespräch |
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Prof. Dr. Rainer Haak vom Universitätsklinikum Leipzig.
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OCT könnte zukünftig für das Kariesmanagement chairside eingesetzt werden Interview mit Professor Dr. med. dent. Rainer Haak, MME, Direktor der Poliklinik für Zahnerhaltung und Parodontologie am Universitätsklinikum Leipzig AöR. Ein Forschungsschwerpunkt der Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Rainer Haak, MME, der Poliklinik für Zahnerhaltung und Parodontologie am Universitätsklinikum Leipzig AöR bildet die Bewertung neuer Verfahren zur Kariesdiagnostik und von Konzepten für die Kariestherapie. Welche Möglichkeiten sich hierbei mit innovativer 3D-Bildgebung bieten und wie sich diese im Rahmen eines zeitgemäßen Kariesmanagements umsetzen lassen, erläutert er im Expert*innengespräch. |
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Herr Professor Haak, was genau ist OCT? OCT, also optische Kohärenztomografie (optical coherence tomography), basiert auf Weißlichtinterferometrie. Das Licht der Quelle wird in einen Mess- und einen Referenzstrahl aufgeteilt. Der in die Probenoberfläche eindringende Messstrahl tastet diese punkt- und zeilenweise ab. In der Probe wird das Licht des Messstrahles an den enthaltenen Strukturen teilweise absorbiert und an Grenzflächen der enthaltenen Strukturen bzw. Materialien gestreut. Solche Grenzflächen liegen z. B. an den Poren kariöser Läsionen vor oder an Spalten der Zahn-Restauration-Interface. Zu jedem Punkt der Probenoberfläche wird das rückgestreute Licht des Messstrahles und das Licht des Referenzstrahles zur Interferenz gebracht und das Interferenzsignal analysiert. Daraus resultiert zu jedem Punkt der Objektoberfläche für eine gedachte senkrechte Linie ein Tiefenprofil für die Rückstreuung (A-Scan), das die enthaltenen Strukturen signalisiert. Durch punktweises Abtasten mit dem Messstrahl entlang einer gedachten Linie (Zeile) wird aus den seriellen A-Scans ein Schnittbild zu dieser Linie erzeugt (B-Scan). Durch die zeilenweise Abtastung einer Fläche der Kantenlänge ≤ 10 mm x 10 mm mit dem Messstrahl können mehrere hundert solcher zweidimensionalen Schnittbilder (B-Scans) und aus diesen ein Volumenbilderstapel (Abb. 1) generiert werden.
Ist OCT in der Zahnmedizin schon Gegenwart oder noch Zukunftsmusik? In der Zahnmedizin zielt OCT klar auf die Zukunft ab. Gegenwärtig befindet sich das Bildgebungsverfahren bei uns in der „klinisch-experimentellen Anwendungsphase“, in der wir das Potenzial für die dentale Diagnostik und Therapie Schritt für Schritt eruieren. Zunächst liegt der Fokus auf Prävention, Kariesdiagnostik und die Beurteilung non-, minimal-invasiver und invasiver Therapieoptionen. Allein das ist ein langer Weg wie wir von den Ophthalmologen wissen, die OCT bereits seit Jahren routinemäßig zur Diagnostik und Beurteilung des Augenhintergrundes einsetzen. Was sind mögliche Einsatzgebiete von OCT in der Zahnmedizin? Neben Anwendungen im Rahmen des Kariesmanagements werden in der Literatur noch weitere Möglichkeiten eines zukünftigen Einsatzes eruiert, z. B. im Bereich Parodontologie oder zur Diagnostik von Mundhöhlenkarzinomen. Durch die herausragende Bildgebung sollten sich zukünftig auch Möglichkeiten im Rahmen des Qualitätsmanagements (QM) eröffnen. Als Lehreinrichtung sehen wir auf jeden Fall auch einen Stellenwert in der zahnärztlichen Lehre und Weiterbildung. Da OCT-Schnittbilder leicht zu verstehen sind, bietet das Verfahren auch eine gute Grundlage für die Kommunikation zwischen Zahnärzt*in und Patient*in. In welchen Bereichen forschen Sie derzeit über OCT in Leipzig? Grundsätzlich wichtig ist die Unterscheidung von Hart- und Weichgewebediagnostik. In unserer Klinik ist die Hartgewebediagnostik am weitesten fortgeschritten. Den Vorteil der nichtinvasiven Bildgebung nutzend, wenden wir OCT im Rahmen von In-vitro-Studien zur Bewertung adhäsiv befestigter Restaurationen immer zusammen mit invasiven Abbildungstechniken wie Licht- und Rasterelektronenmikroskopie, Röntgenmikrotomografie oder 3D-Oberflächenverschleißanalyse an und das auch in Kombination mit artifizieller Probenalterung. Das ermöglicht uns einerseits, Effekte bzw. Artefakte darzustellen und zu bewerten, die aus der Anwendung invasiver Verfahren bei der Präparation und Abbildung der Proben zwangsläufig immer resultieren. Andererseits lassen sich mit OCT dieselben Proben vor und nach artifizieller Alterung abbilden. Das verringert nicht nur den Aufwand bei Studien, es trägt auch dazu bei, die Power der Untersuchung zu steigern, da die „Probenstreuung“ minimiert wird. Ein besonderer Vorteil resultiert auch aus der Möglichkeit, OCT mit klinischen Studien zu kombinieren, etwa bei der Bewertung von Methoden zur Kariesdiagnostik oder bei Studien zur Beurteilung von Restaurationssystemen. Zum Beispiel untersuchen wir im Rahmen mehrerer klinischer Studien, ob es möglich ist, Aussagen zur klinischen Bewährung von Kompositrestaurationen schon früher und mit weniger Patient*innen zu treffen als das beim Anwenden der FDI-Kriterien gegeben ist, indem wir in OCT-Schnittbildern das Versagen des Zahn-Komposit-Verbundes quantitativ bewerten. Gab es bisher nur einen Erkenntnisgewinn oder auch neue Fragen? Aus solchen Untersuchungen resultieren auch Fragen, die über die primären und sekundären Endpunkte der Studien hinausgehen und zur Beantwortung geradezu herausfordern. Beispielsweise lassen sich in den OCT-Schnittbildern von mit Komposit unter klinischen Bedingungen restaurierten nichtkariösen Zahnhalsdefekten Adhäsivschichten meist nur punktuell darstellen (siehe Abb. 2) Obwohl sich die Restaurationen klinisch bewähren, ist das überraschend und berührt schon das Konzept „Elastische Pufferzone“. Auch wenn wir Adhäsivschichten mit OCT erst ab einer Dicke von ca. 7 µm sicher detektieren können, entspricht das nicht unseren Erwartungen an eine vollständig mit Adhäsiv versiegelte Kavitätenoberfläche. Vermutlich zeigt sich hier beispielhaft der in der Literatur oft diskutierte Unterschied zwischen In-vitro- und In-situ-/In-vivo-Studien. Auch sind In-vitro-Studien zur Bewertung adhäsiver Restaurationen an nichtkariösen Zahnhalsläsionen praktisch kaum möglich. Mit optischer Kohärenztomografie ergibt sich so die Möglichkeit, eine Verbindung zwischen experimenteller und klinischer Untersuchung herzustellen. Ein weiteres Phänomen, das sich in den OCT-Schnittbildern häufig in der Außenzone des Zahnschmelzes zeigt und das wir nicht erklären können, ist eine helle Zone. Hier stellt sich die Frage: Fakt oder Artefakt?
Können aus Ihrer bisherigen Forschungsarbeit schon Konsequenzen für die klinische Anwendung gezogen werden? Für die Klinik könnte sich mit Intraoral-OCT eine zusätzliche Entscheidungshilfe bei der Anwendung patientenorientierter Alternativen zur Kariestherapie ergeben und darüber hinaus auch zum Monitoring der Resultate nach non-, mikro-invasiver oder invasiver Therapie der kariösen Defekte. Oberstes Ziel ist und bleibt es, Kariesläsionen frühzeitig zu erkennen und den Stillstand bzw. die Umkehrung des Prozesses anzustreben. Primäre Kariesläsionen oder am Restaurationsrand befindliche muss man aber in ihrer Ausdehnung auch darstellen können. Wir haben hierzu gerade eine entsprechende die Kariesdiagnostik und Kariestherapiebeurteilung umfassende klinische Dreijahresstudie an Patient*innen unserer Klinik geplant und bei der Ethikkommission eingereicht. Wie bereits angesprochenen, untersuchen andere Arbeitsgruppen weitere Möglichkeiten einer Anwendung der OCT, etwa auf dem Gebiet der Parodontologie oder im Zusammenhang mit der Diagnostik von Mundhöhlenkarzinomen. Wie könnte sich der Arbeitsalltag von Zahnärzt*innen mit dem Einsatz von OCT zukünftig verändern? Zum Beispiel wäre die Diagnostik nicht weiter beschränkt auf die Bewertung erkrankter Zahnflächen, sondern auch auf die Bewertung der visuell gesund erscheinenden Flächen, besonders in den kritischen Zonen okklusal und approximal. OCT könnte bei der Befunderhebung und Therapieentscheidung wichtige zusätzliche Informationen beisteuern. Eine weitere praktische Anwendung ist vorstellbar im Rahmen des Monitorings von Läsionen und der Therapieresultate. Auf die Förderung der Zahnarzt-Patienten-Kommunikation wurde bereits hingewiesen, ebenso auf die Möglichkeit der Anwendung von OCT im Rahmen des QM. Wo sehen Sie Grenzen der Methodik? Die sind vielfältiger Natur. Sie sprechen da einen wichtigen Punkt an. Physikalische Grenzen der Abbildung sind die Auflösung von Strukturen im Mikrometerbereich und die maximale Abbildungstiefe von gegenwärtig ca. 2,5 mm bei Zahnhartsubstanzen (Zentralwellenlänge 1300 bis 1550 nm). Auf dem Gebiet der Zahnerhaltung beispielsweise stellt Letzteres aber meist kein Problem dar. Frühe Läsionen sind nun einmal ein Oberflächenphänomen, und während der Kariesexkavation schaffen wir auch immer neue Oberflächen. Schließlich ist der Füllungsrand ja auch an der Oberfläche lokalisiert. Dasselbe trifft zu beim Biofilm- und Konkrementmanagement beim Scaling oder bei der Versiegelung von Zahnflächen. Mit unserer Intraoral-OCT-Sonde lassen sich alle Zahnoberflächen abbilden bis auf die vestibulären Oberflächen dritter Molaren und approximale Oberflächenabschnitte von Molaren, die aufgrund der Zahngröße außerhalb der maximalen Abbildungstiefe liegen. Technisch ist das jedoch noch ausbaufähig. Ein wichtiger, bei uns oft diskutierter Punkt ist, dass wir lernen müssen, die in den Schnittbildern und Tomogrammen enthaltenen Signale vollumfassend zu verstehen und richtig zu bewerten. Hier stellt sich immer die Frage: Interpretieren wir die richtigen Signale und/oder interpretieren wir die Signale richtig? Zu vermeiden sind Falschinterpretationen infolge von Stör- bzw. Nebensignalen oder Abbildungsfehlern und besonders auch die Überbewertung von sog. Nutzsignalen also Signalen, die grundsätzlich relevante Informationen liefern. Hier gibt es immer noch viel zu lernen, auch wenn wir in den mehr als zehn Jahren bereits große Fortschritte in der Interpretation der Bilder gemacht haben. Wichtig ist z. B., dass interfaziale Spalten unmittelbar nach der Füllungslegung nicht gleichbedeutend mit „mangelhafter“ Füllungsqualität sind. Spalte treten sogar häufiger auf als wir es klinisch erwarten würden und führen nicht zwangsläufig zum Füllungsverlust (Stichwort „Surrogatparameter“). Neben dem Vorhandensein eines interfazialen Spaltes ist die Stabilität bzw. Veränderung der Situation (Progression) wahrscheinlich ein viel entscheidenderer Parameter. Nur eine longitudinale Diagnostik über einen gewissen Zeitraum ermöglicht so wirklich verlässliche Aussagen (Monitoring). Weitere Parallelen ergeben sich aber auch im Zusammenhang mit dem Kriterium Randadaptation. Alle Studien mit Anwendung der OCT sollten darauf ausgerichtet sein, den richtigen (klinischen) Endpunkt zu untersuchen. Das betrifft beispielsweise die Perspektive von Restaurationen bezogen auf Füllungsverlust oder Randadaptation oder eine Aussage dazu, ob eine Kariesprogression vorliegt oder nicht.
Herr Prof. Haak, vielen Dank für das Gespräch.
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Tipps für die Praxis |
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Der Erfolg der Adhäsivtechnik hängt aber nicht allein von der Wahl des Adhäsivs ab, sondern in erster Linie von der Anwendung. Es liegt also in den Händen derjenigen, die die Produkte an Patient*innen einsetzen. Dabei sind aus Studien einige Hinweise ableitbar:
Praxistipps bei Anwendung der Etch&Rinse-Technik
Praxistipps bei Anwendung von selbst-ätzenden Adhäsiven
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Praxistipps bei der Lichthärtung
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Bildrechte: Deckblatt: mikser45/Shutterstock.com; Neues aus der Forschung: JPC-PRO/Shutterstock.com
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