Dynamik kariöser Läsionen
Bei Karies kommt es im Laufe der Zeit zu einer Wechselwirkung zwischen säureproduzierenden Bakterien, einem von diesen Bakterien verstoffwechselbaren Substrat und Wirtsfaktoren wie dem Zahn und seiner Speichelumgebung.
Die Hypothese einer kariesspezifischen Plaque, an der bestimmte besonders kariogene säurebildende Spezies (und nicht alle säurebildenden Bakterien) beteiligt sind, wird heute akzeptiert. (TenCate 2006).
Demineralisierungs-/Remineralisierungsprozess
Die kariöse Läsion ist das Ergebnis einer Abfolge ionischer Diffusionsreaktionen und der Auflösung/Ausfällung mineralischer Elemente, die in einem offenen System mit unterschiedlichen Umgebungen auftreten (Silverstone 1973, Hennequin 1999).
Schematisch gesehen umfasst das Auftreten einer ersten Läsion nacheinander:
Das Vorhandensein von Kohlenhydraten im Speichel;
Die Diffusion dieser Kohlenhydrate im Biofilm und ihre Umwandlung durch Bakterien,
Metabolische Produktion von Säuren im Biofilm unter Freisetzung von H+-Protonen;
Die Diffusion dieser Ionen durch den Biofilm zur Zahnschmelzoberfläche,
Ihr Eindringen in das wässrige Gel, das das Porennetz des Zahnschmelzes einnimmt;
Störung des Ionengleichgewichts an der Grenzfläche (Zahngewebe/wässriges Gel).
Anschließend bestimmen die Ionenkonzentrationen von Wasserstoff, Kalzium und Phosphat im Biofilm den Austausch. Sie lenken das Gleichgewicht in Richtung Demineralisierung oder Remineralisierung
Bei der Demineralisierung gilt, dass für Mineralverbindungen das Löslichkeitsproduktprinzip gilt, wobei die Verbindung mit der niedrigsten Dissoziationskonstante (pK-Wert) die Reaktion steuert.
Die Auflösung von Apatit ist ein komplexes Phänomen, das zur Zerstörung von Hydroxylapatit und zur Bildung von Phosphationen, Ca²+ und OH- führt.
Durch die chemische Reaktion und den Verbrauch von Protonen (H+) wird die Oberfläche des Kristalls zerstört; Die durch die Zersetzung des Kristalls entstehenden Ionen diffundieren in die Umgebung.
Bei einem kritischen pH-Wert von 5,5 reagiert HA an der Oberfläche mit Wasserstoffionen.
Wir beobachten dann, je nach pH-Wert, eine Umwandlung von PO4³- in HPO4²-, H2PO4- oder H3PO4 und eine gleichzeitige Pufferung von H+. In dieser Situation wird das Gleichgewicht gestört und der HA-Kristall aufgelöst.
Beim Auflösen des Zahnschmelzes bildet sich aus der umgebenden wässrigen Lösung ein Niederschlag, der mehrere Ionen enthält, wobei dieser Niederschlag dazu neigt, die Zusammensetzung der schwerer löslichen Verbindung aufzuweisen, um so das Gleichgewicht wiederherzustellen.
Calciumphosphate sind metastabil, d. h. sie werden in verschiedene Zustände aufgelöst, wodurch neue Reaktionen usw. entstehen.
Die absorbierte Schicht neigt dazu, eine neue Oberflächenschicht zu bilden, die weniger durchlässig und weniger löslich ist, was die Verlangsamung und den Stopp der Auflösung begünstigt.
Sobald also eine erste Läsion auftritt, tendiert sie von Natur aus zur Passivierung und Reversibilität, wobei lokale Faktoren dieser Tendenz entgegenwirken können, wenn sie aggressiv sind, oder zu ihrer Verstärkung beitragen können, wenn sie günstig sind.
Calcium- und Phosphationen aus Speichel und Plaque diffundieren zum Zahnschmelz, wo sie an der Remineralisierung teilnehmen können.
Dieser Prozess wird durch die Anwesenheit von Fluorionen am Reaktionsort begünstigt.
Dieses Phänomen der Demineralisierung und Remineralisierung ist bei Dentin und Zement ähnlich.
Unterschiede in der histologischen Struktur und den organischen Anteilen der Zahnzusammensetzung können jedoch die Art und den Verlauf kariöser Läsionen erheblich verändern.
1-3: Auswirkungen von Fluoriden
Die Anwesenheit von Fluoridionen an der Mineralausfällungsstelle fördert die Remineralisierung des Zahns, indem sie einerseits die Bildung fluorierter Apatite ermöglicht und andererseits Reserven an Calciumfluorid im Biofilm bildet.
Die Wechselwirkung von Fluor mit der HA-Oberfläche erfolgt auf verschiedene Weise:
Die Säureauflösung von Apatit wird durch Ionendiffusion an der Festkörpergrenzfläche gesteuert. Während der Anfangszeit beschleunigt Fluorid die Auflösung und führt zu einer Ansammlung von Kalzium und Phosphat an der Schnittstelle zwischen den Komponenten, was wiederum die Auflösung des Apatit verringert.
Die Hemmung der Apatitauflösung wird hauptsächlich durch zwei Phänomene erklärt : die Adsorption von Fluorionen auf der Oberfläche und die Bildung von CaF2.
Die Hemmung ist wirksamer, wenn Fluor an der Schnittstelle und in der Lösung vorhanden ist. In Lösung sättigt es die wässrige Phase im Verhältnis zu Hydroxylapatit.
Die Verringerung der Säurelösung ist für organische Fluorionen (fluorierte Amine) und mineralische Fluorionen (NaF) identisch.
Dynamik kariöser Läsionen
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