Mikrobiomveränderungen nach Laser- und Chlorhexidin-Desinfektion bei der Kariesentfernung

Die Vorbeugung und Behandlung von Zahnkaries, einer der häufigsten und ältesten Krankheiten, steht in engem Zusammenhang mit der menschlichen Gesundheit. Zahnhartgewebe durchläuft in einem Kreislauf Remineralisierungs- und Demineralisierungsprozesse. Karies entsteht, wenn dieses Gleichgewicht zugunsten der Demineralisierung gestört wird. Zahnkaries ist der Verlust von Mineralien, der durch die von Mikroorganismen produzierte Säure verursacht wird.

Bei der konventionellen Kariesentfernung werden in der Regel schnell rotierende Handinstrumente verwendet, um die Läsion zu erreichen. Im Gegensatz dazu entfernen langsam rotierende Handinstrumente (Hartmetallbohrer) die Karies. Diese Methode ermöglicht eine schnelle und effiziente Kariesentfernung, kann jedoch zur Entfernung von gesundem Gewebe oder betroffenem Dentin führen, das zur Remineralisierung fähig ist. Bei minimalinvasiven Eingriffen werden in der operativen Zahnheilkunde häufig schonendere und selektivere Methoden der Kariesentfernung als Alternative zur herkömmlichen Methode eingesetzt. Eine dieser Methoden sind Polymerbohrer, die als Alternative zu herkömmlichen Hartmetallbohrern hergestellt werden. Sie bestehen aus weichem Polymermaterial. Es entfernt nur infiziertes Dentin. Polymerbohrer sind härter als kariöses Dentin und weicher als gesundes Dentin. Daher bleibt bei der Entfernung von kariösem Gewebe mit einem Polymerbohrer der Bohrer intakt, bei gesundem Gewebe verschleißt der Bohrer jedoch. Es wurde entwickelt, um nur kariöses Dentin zu entfernen, indem es seine Schneidleistung selektiv aufrechterhält, bis es auf von Karies betroffenes Dentin trifft. In einer früheren Studie war die mikrobiologische Reduzierung der Bakterienzahl von Streptococcus mutans vor und nach der Entfernung von okklusaler Karies bei Polymerbohrern im Vergleich zu Wolframkarbidbohrern statistisch signifikant.

In der restaurativen Zahnheilkunde spielt die vollständige Entfernung infizierten Kariesgewebes vor der Restauration eine Schlüsselrolle für den Behandlungserfolg. Aufgrund des Risikos, gesundes Dentingewebe zu entfernen und gleichzeitig infiziertes Kariesgewebe zu entfernen, wurden Techniken zur schützenden Kavitätenpräparation entwickelt. Kriterien wie Farbe und Härte, die bei der Entscheidung zur Entfernung von Karies aus Zahngewebe berücksichtigt werden, sind subjektiv und hängen vom Seh- und Tastsinn ab. Obwohl Forscher die Verwendung von Kariesindikatoren auf der Grundlage objektiver Daten empfehlen, haben Studien gezeigt, dass Indikatoren das Vorhandensein von Mikroorganismen nur zu 15–40 % erfolgreich erkennen. Trotz der Entfernung des verfärbten Gewebes wurde das Vorhandensein von Mikroorganismen im Bereich nahe der Pulpa, insbesondere in den Dentintubuli, beobachtet. Diese im Gewebe verbleibenden Mikroorganismen können zur Bildung von Sekundärkaries, postoperativer Überempfindlichkeit und Pulpaentzündung führen. Studien haben gezeigt, dass die okklusiven und versiegelnden Eigenschaften des Restaurationsmaterials nicht verhindern können, dass die restlichen Bakterien in der Schmierschicht und den Dentinkanälen in das Pulpagewebe diffundieren und eine Infektion verursachen. Daher ist der Einsatz von antibakteriellen Hohlraumdesinfektionsmitteln in den Vordergrund gerückt. Als Hohlraumdesinfektionsmittel werden heute Chlorhexidindigluconat (CHX), Benzalkoniumchlorid, Natriumhypochlorit, Wasserstoffperoxid, Jodlösungen, Phosphorsäure, Fluorid, Propolis, Ozon, lichtaktivierte Desinfektionssysteme und Lasersysteme eingesetzt.

Die Mikrobiologie von Zahnkaries ist ein Thema, das seit vielen Jahren untersucht wird. Frühere Studien verwendeten traditionelle kulturbasierte Methoden, um mit Zahnkaries assoziierte Bakterien zu identifizieren. Die kulturbasierte Methode hat ein grundlegendes Verständnis der Zusammensetzung der Zahnbelag-Mikrobiota bei Zahnkaries ermöglicht. Mikroorganismen wurden aus kariösen Läsionen oder Zahnbelagproben isoliert, die im Rahmen einer Querschnitts- oder Längsschnittstudie unter Verwendung kulturbasierter Techniken entnommen wurden. Die Forschung zum oralen Mikrobiom ist jedoch noch unvollständig, da künstliche Medien die natürliche Umgebung, in der orale Bakterien vorkommen, nicht vollständig nachahmen können, da etwa die Hälfte des oralen Mikrobioms nicht kultiviert werden kann. Daher ist es bei Untersuchungen mit der Kulturmethode nicht möglich, alle Bakterien in der Probe nachzuweisen. Molekulargenetische Techniken können das Mikrobiom ohne Kultur mithilfe der Analyse der 16s-rRNA, die in all diesen Prokaryoten gefunden wird, erkennen und identifizieren. Das 16s-rRNA-Gen wird als Standard für die Klassifizierung und Identifizierung des Mikrobioms verwendet, da 16s-rRNA-Gensequenzen hypervariable Regionen enthalten, die artspezifische Sequenzen für die Identifizierung von Bakterien bereitstellen können. Obwohl die 16s-rRNA-Sequenzierung ursprünglich zur Identifizierung von Bakterien verwendet wurde, wurde sie später zur Neuklassifizierung von Bakterien in neue Arten oder Gattungen eingesetzt. Es wurde auch verwendet, um neue Arten zu identifizieren, die noch nicht erfolgreich kultiviert wurden. Kürzlich hat die Hochdurchsatz-Pyrosequenzierung eine unerwartet hohe Diversität innerhalb des menschlichen oralen Mikrobioms offenbart. Molekulargenetische Techniken wurden zum Nachweis und zur Identifizierung von Mikroorganismen in bleibenden Zähnen, nekrotischer Pulpa und periapikalen Läsionen sowie in klinischen Proben ohne direkte Kultur eingesetzt.

Das Verständnis der Kariesmikrobiologie wurde in den letzten Jahren durch die Weiterentwicklung der sequenzierungsbasierten Technologie und der bioinformatischen Analyse erheblich erweitert. Allerdings gibt es in der Literatur keine Studien, die die Mikrobiomanalyse in Kombination mit verschiedenen Kariesentfernungstechniken und Hohlraumdesinfektionsmethoden bewerten. Daher zielt diese Studie darauf ab, die klassischen Konzepte der mikrobiologischen Aspekte von Zahnkaries zu überprüfen und die Auswirkungen der Hohlraumdesinfektion mit Laser und Chlorhexidin auf das Mikrobiom in Hohlräumen zu untersuchen, die mit verschiedenen Methoden zur Kariesentfernung präpariert wurden.