Die lokale Anwendung von Fluoriden durch zweimal tägliches Zähneputzen mit einer fluoridhaltigen Zahnpasta gilt als eine wesentliche Säule der Kariesprävention in allen Altersgruppen. Die zusätzliche Applikation von Fluorid in hoher Konzentration kann besonders bei erhöhtem patienten- oder flächenspezifischem Kariesrisiko sinnvoll sein. Darüber hinaus werden einige hochkonzentrierte Fluoridpräparate auch bei Dentinhypersensitivität empfohlen. Im vorliegenden Artikel für die Quintessenz Zahnmedizin 11/2022 geben die Autoren PD Dr. Konstantin Scholz und Prof. Wolfgang Buchalla eine Übersicht über die Anwendungsformen hochkonzentrierten Fluoride und gehen auf Indikationen für deren Anwendung in der Kariesprävention eingegangen.

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Einleitung

Laut der aktuellen deutschen Mundgesundheitsstudie geht die Kariesprävalenz im Vergleich zu vorausgegangenen Untersuchungen in allen Altersgruppen kontinuierlich zurück¹². Die lokale Anwendung von Fluoriden, beispielsweise durch zweimal tägliches Zähneputzen mit einer fluoridhaltigen Zahnpasta mit 1.000 bis 1.500 ppmF^- (parts per million Fluorid), gilt als eine wesentliche Ursache dieses Kariesrückgangs^{2,10,15,19,34}. Trotz des weitverbreiteten Einsatzes von Fluoriden über die Zahnpasta ist unbehandelte Karies mit geschätzten 2,4 Milliarden betroffenen Patienten im Jahr 2010 weiterhin die häufigste Erkrankung weltweit¹³. Neben der Optimierung des häuslichen Biofilmmanagements und einer weniger kariogenen Ernährung kann die Anwendung höherkonzentrierter Fluoride einen zusätzlichen Beitrag zur Kariesreduktion leisten.

Mechanismen

Die Anzahl von wissenschaftlichen Arbeiten über die Anwendung von Fluoriden in der Zahnmedizin ist seit den 50er-Jahren des vergangenen Jahrhunderts nahezu exponenziell gestiegen. Während anfangs vor allem Wechselwirkungen von Fluoriden mit Bakterien und der Zahnplaque untersucht wurden, werden heute Demineralisationshemmung und Remineralisationsförderung als die bedeutenderen Wirkprinzipien der lokalen Fluoridierung angesehen²³. Bei der regelmäßigen lokalen Applikation von Fluoriden in der Zahnpasta stellt die Einlagerung von Fluoratomen in die äußersten Schichten des Zahnschmelzes und die damit verbundene mögliche Bildung von säurestabilerem Fluorhydroxyapatit oder Fluorapatit einen zentralen Mechanismus dar^15,19. Im Detail akkumulieren Fluoridionen in der Hydratationsschale der einzelnen Apatitkristalle der Schmelz- oder Dentinoberfläche, adsorbieren an den Kristallen und diffundieren dabei bis zu 2 nm – das entspricht der Tiefe einer Elementarzelle – in die Kristalloberfläche hinein⁵. Dadurch erhalten die Apatitkristalle Fluorapatit-ähnliche Eigenschaften und ein entsprechend niedrigeres Löslichkeitsprodukt, obwohl sich die Zusammensetzung im Kern der Kristalle nicht geändert hat. Diese Kristalle gehen dann erst bei einem geringeren pH-Wert in Lösung, ähnlich wie Fluorapatit. Dieser Mechanismus setzt aber eine regelmäßige lokale Zufuhr von Fluorid voraus. Eine systemische Fluoridzufuhr, zum Beispiel über Fluoridtabletten, hat – von einem lokalen Effekt abgesehen – keine eindeutig nachgewiesene kariespräventive Wirkung^10,25.

Definition hochkonzentrierter Fluoridpräparate

Lokal applizierte Fluoride kommen in Zahnpasten, die innerhalb der Europäischen Union als kosmetische Mittel frei verkäuflich sind, in einer Konzentration von bis zu 1.500 ppmF^- (entspricht 0,15 Prozent) zum Einsatz³². Im vorliegenden Artikel sollen Fluoridpräparate zur häuslichen oder professionellen Applikation mit einem Fluoridgehalt ab 5.000 ppmF^- betrachtet werden. Präparate mit einem Fluoridgehalt von mehr als 1.500 ppmF^- sind im Fall von Gelen und Zahnpasten in der Regel apothekenpflichtig. Dagegen sind Lacke oder Lösungen jenseits der Konzentration von 1.500 ppmF^- in der Regel rezeptpflichtig. Bei den hochkonzentrierten Fluoridpräparaten spielt die Formation von Calciumfluorid (CaF₂)-ähnlichen Präzipitaten auf der Schmelzoberfläche, welche als Reservoir für Calcium- und Fluoridionen während der Demineralisation dienen können, eine größere Rolle als bei Zahnpasten bis 1.500 ppmF^-20,22,28,30. Diese oberflächliche CaF₂-ähnlichen Präzipitate (Abb. 1) treten nur bei Präparaten mit ionisch gebundenem Fluorion und einem saurem pH-Wert auf^26,28. Während in der Zahnpasta zahlreiche Fluorverbindungen zum Einsatz kommen, enthalten Präparate mit einem Fluoridgehalt von 5.000 ppmF^- und darüber hinaus in der Regel die ionischen Fluoridverbindungen Natriumfluorid (NaF) oder Amin-fluorid, seltener Zinnfluorid (SnF₂) oder Fluorsilikate. Die auf einer Lack-, Lösungs- oder Gelbasis formulierten Produkte mit bis zu 56.000 ppmF^- weisen häufig einen sauren pH-Wert auf, wodurch die Bildung der oben erwähnten CaF₂-Deckschichten begünstigt wird.

Abb. 1a und b Rasterelektronenmikro­skopische Darstellungen von poliertem Rinderzahnschmelz nach Applikation hochkonzentrierter, saurer Fluoridlösung (10.000 ppm Aminfluorid; a) und ohne Applikation eines Fluoridpräparats (b). Sowohl ohne als auch mit Fluoridappli­kation sind die Prismengrenzen deutlich zu erkennen (s. schwarze Pfeile). Nach Fluoridapplikation (a) sind globuläre, Calciumfluorid (CaF2)-artige Präzipitate auf der Oberfläche erkennbar.

Abb. 1a und b Rasterelektronenmikro­skopische Darstellungen von poliertem Rinderzahnschmelz nach Applikation hochkonzentrierter, saurer Fluoridlösung (10.000 ppm Aminfluorid; a) und ohne Applikation eines Fluoridpräparats (b). Sowohl ohne als auch mit Fluoridappli­kation sind die Prismengrenzen deutlich zu erkennen (s. schwarze Pfeile). Nach Fluoridapplikation (a) sind globuläre, Calciumfluorid (CaF2)-artige Präzipitate auf der Oberfläche erkennbar.

Applikationsformen

Fluoridlacke

Fluoridhaltige Lacke sind seit den 1960er-Jahren im Rahmen der Kariesprävention besonders in Europa und Kanada weit verbreitet und werden in der Regel von professionellem zahnmedizinischem Personal angewendet. Angeboten werden zahlreiche Produkte mit 900 bis 56.000 ppmF^-. Weit verbreitet sind Präparate mit 22.600 ppm NaF, so beispielsweise in einer Baumharzmatrix mit Alkohol als Lösungsmittel, die im Kontakt mit Speichel aushärtet. Insbesondere bei Kindern und Jugendlichen zeigt die Applikation von Fluoridlack zwei- bis viermal pro Jahr mithilfe von Bürstchen, Kanülen oder Schaumstoffpellets auf Stellen mit erhöhtem flächenspezifischem Risiko wie Grübchen, Fissuren sowie bestehenden initialkariösen Läsionen eine hohe kariesprotektive Wirkung^1,17 (Abb. 2 und 3). Ebenso erfordern freiliegende Wurzeloberflächen bei älteren Patienten zunehmend Maßnahmen zur Prävention der Wurzelkaries, in deren Rahmen Fluoridlacke eine wichtige Rolle spielen können³⁸. Neben diesen rein präventiven Maßnahmen kann die Anwendung von Fluoridlacken auf bereits bestehenden Schmelz- oder Dentinläsionen auch als noninvasive Kariestherapie verstanden werden und insbesondere bei regelmäßiger Anwendung gute Erfolge zeigen^1,17.

Abb. 2 Beispiel für ein erhöhtes flächenspezifisches Kariesrisiko: dunkel verfärbte, inaktive Wurzelkaries an der Grenze zu Kompositfüllungen (s. weiße Pfeile) nach Rezession im Rahmen einer Parodontitistherapie. Bei intakter Ober­- fläche sollten derartige, gut zugängliche Läsionen zur Vermeidung einer Progression regelmäßig fluoridiert werden.

Abb. 3a Aktive Wurzelkaries in unmittelbarer Nähe zu einer bestehenden Zahnhalsfüllung an Zahn 13) bei einem 72-jährigen Patienten: Die Ausgangssituation zeigt Plaque im Bereich von Wurzel und Zahnhals sowie approximal. Die Begrenzung der kariösen Läsion nach approximal ist nicht eindeutig bestimmbar.

Abb. 3b Auftrag von hochfluoridhaltigem Fluid mit einem Schaumstoffpellet im Bereich der kariösen Läsion und approximal nach erfolgter Zahnreinigung (b).

Nach der Applikation hinterlassen die Fluoridlacke einen dünnen Film auf der Zahnoberfläche, der über einen längeren Zeitraum haften bleibt, als Reservoir für eine langsame Fluoridabgabe dient und in feuchter Umgebung eine intensive Wechselwirkung zur Schmelz- oder Dentinoberfläche erlaubt²¹.

In einer systematischen Literaturarbeit und Metaanalyse aus dem Jahr 2013 wurde die Wirksamkeit von Fluoridlacken auf Milch- und bleibende Zähne von insgesamt 12.455 Patienten mit einem Höchstalter von 14 Jahren im Zeitraum 1975 bis 2012 untersucht. Aus den insgesamt 13 Studien ergab sich durch regelmäßige Lackapplikation eine geschätzte durchschnittliche Reduktion der kariös zerstörten, gefüllten und fehlenden Zahnoberflächen gegenüber der Kontrollgruppe im bleibenden Gebiss um 43 Prozent und im Milchgebiss um 37 Prozent¹⁷. Die Autoren weisen allerdings einschränkend auf ein hohes Biasrisiko (68 Prozent) sowie eine hohe Heterogenität der Studien hinsichtlich der kariösen Läsionen bei Studienbeginn, der Fluoridanamnesen der Teilnehmer, der Applikationsfrequenz der Lacke und der sonstigen Prophylaxe- und Mundhygienemaßnahmen hin. Tendenziell zeigen Produkte mit einer höheren Fluoridkonzentration auch einen größeren antikariogenen Effekt³⁶.

Lösungen

Vergleichbar mit den Fluoridlacken können Fluoride auch in wässriger Lösung (zum Beispiel 10.000 ppm Aminfluorid; vergleiche Abb. 1) von professionellem zahnmedizinischem Personal auf gereinigte Zahnoberflächen – in der Regel im Rahmen der Prophylaxe – relativ einfach appliziert werden. Zwar konnte bei Patienten mit stärkerem Speichelfluss nach der Applikation eines solchen Fluids weniger Fluorid auf der Zahnoberfläche nachgewiesen werden als bei geringem Speichelfluss, trotzdem kam es zu einer stärkeren Re-mineralisation initialkariöser Läsionen als ohne Fluid-applikation³.

Gele

Im Vergleich zu Lacken und Lösungen gibt es in der Gruppe der Gele eine größere Vielzahl an Präparaten, die mit Fluoridkonzentrationen von 900 bis 13.000 ppmF^-, mehrheitlich jedoch mit 12.500 ppmF^- angeboten werden. Fast alle Gele enthalten eine Basis von Hydroxyethylcellulose und weisen einen sauren pH-Wert auf. Die Gele enthalten keine Putzkörper. Gele können nicht nur durch zahnmedizinisches Personal, sondern auch von den Patienten selbst im Rahmen der häuslichen Mundhygiene angewendet werden. Sie lassen sich zum Beispiel mit einer Zahnbürste auftragen oder für eine längere Einwirkdauer mit einem geeigneten Tray applizieren.

In einer systematischen Literaturarbeit und Meta-analyse wurde die antikariogene Wirksamkeit von Fluoridgelen auf die Milch- und bleibenden Zähne von insgesamt 9.000 Patienten im Alter von 2 bis 15 Jahren im Zeitraum 1967 bis 2005 untersucht¹⁶. Aus den insgesamt 25 in die Metaanalyse ein-geschlossenen Studien wurde durch regelmäßige Fluoridgelanwendung eine durchschnittliche Reduktion des DMFS-Index im bleibenden Gebiss um 28 Prozent gegenüber den Kontrollgruppen ohne Anwendung von Fluoridgel erzielt. Im Milchgebiss führte die Anwendung von fluoridhaltigem Gel zu einer Reduktion des dmfs-Index um 20 Prozent. Von den 25 eingeschlossenen Studien wurde bei 14 Studien die international weithin verbreitete Konzentration von 12.300 ppmF^- eingesetzt.

Die Verwendung der Gele mit hoher Fluoridkonzentration wird von den Herstellern in der Regel auf ein Mindestalter ab 6 Jahren beschränkt. Da bei den Fluoridgelen ein akzidentielles Verschlucken höherer Fluoridmengen wahrscheinlicher ist als bei den Lacken, sind Fluoridgele vor allem für Patienten geeignet, die ein Verschlucken bei der Anwendung sicher ausschließen können. Bei sehr jungen Patienten oder Patien-ten mit Handicap ist eine professionelle Lackapplikation vorzuziehen. Die oben genannte Übersichtsarbeit ergab keine Hinweise über mögliche unerwünschte Effekte oder Nebenwirkungen bei der Anwendung von Fluoridgelen. Wie bei der Übersichtsarbeit über Fluoridlacke ergab auch die Übersichtsarbeit über Fluoridgele eine hohe Heterogenität, da vorhandene initiale kariöse Läsionen, die Fluoridanamnese der Patienten, die Art und Häufigkeit der Applikation (professionell oder selbst appliziert, Ap-plikationsinstrumentarium, Fluoridkonzentration) in den Studien uneinheitlich waren¹⁶.

Hochfluoridhaltige Zahnpasten

Neben den Fluoridgelen, -lösungen und -lacken, die zusätzlich zur fluoridhaltigen Zahnpasta Anwendung finden, ist eine Zahnpasta mit erhöhtem Fluoridgehalt erhältlich, die mehrmals täglich angewendet werden kann (Duraphat Zahnpasta, 5.000 ppm NaF, CP Gaba). Diese ist besonders für Patienten mit erhöhtem patientenspezifischen Kariesrisiko (siehe unten) geeignet.

Toxikologie

Hochkonzentrierte Fluoridpräparate können bei Anwendung durch zahnmedizinisches Fachpersonal als toxikologisch unbedenklich angesehen werden. Bei selektiver Anwendung von Lacken kann davon ausgegangen werden, dass während einer Behandlung nur eine geringe Fluoridmenge im Bereich von 3 bis 11 mg appliziert wird¹¹. Dies liegt weit unter der so bezeichneten „wahrscheinlich toxischen Dosis“ von 5 mg/kg Körpergewicht³⁵. Bei kontrollierter häuslicher Anwendung von Gelen oder hochfluoridhaltiger Zahnpasta besteht ebenfalls kein Risiko. Lediglich bei Kindern oder Patienten mit Handicap muss im Fall von Gelen beachtet werden, dass die wahrscheinlich toxische Dosis beim Verschlucken von weniger als einer Packungsgröße (bei einem 20 kg schweren Kind beispielsweise bei Verschlucken von 8 ml eines Fluoridgels mit 12.300 ppmF^-) erreicht werden kann¹⁶. Veränderungen des Zahnschmelzes im Sinne einer Dentalfluorose sind selbst bei regelmäßiger Anwendung von Fluoridgel oder einer Überdosierung bei Kindern ab 8 Jahren nicht mehr möglich, da die Bildung des Zahnschmelzes bis zu diesem Alter bei allen bleibenden Zähnen – mit Ausnahme der Weisheitszähne – abgeschlossen ist⁶.

Indikationen zur regelmäßigen Anwendung

Neben der generell zu empfehlenden regelmäßigen Anwendung von Fluoridlacken oder -gelen im Rahmen der zahnmedizinischen Prophylaxe (zwei- bis viermal pro Jahr) oder der Applikation von Fluoridgel in häuslicher Anwendung (einmal pro Woche) ist eine Anwendung zusätzlicher Fluoridierungsmaßnahmen vor allem bei Patienten mit erhöhtem patienten- oder flächenspezifischem Risiko empfohlen²⁷. Bezüglich der Anwendungsdauer sollten die Anweisungen der jeweiligen Hersteller befolgt werden. Bei Dentinhypersensitivitäten scheint die regelmäßige häusliche Anwendung von speziell für diesen Indikationsbereich entwickelten Zahnpasten, besonders von Präparaten mit dem Ziel des Verschlusses der Dentintubuli, gegenüber der lokalen Applikation reiner Fluoridpräparate überlegen zu sein¹⁸.

Indikationen bei erhöhtem flächenpezifischem Kariesrisiko

Bei einem höheren flächenspezifischen Risiko, beispielsweise im Wurzelbereich, im Bereich von Grübchen, Fissuren oder festsitzenden kieferorthopädischen Apparaturen oder bei schon bestehenden Whitespot- oder Brownspot-Läsionen im Schmelz (vergleiche Abb. 2 und 3), kann eine invasive Therapie durch Verbesserung der Mundhygiene und Applikation von Fluoridlacken oder -gelen im Rahmen der zahnmedizinischen Prophylaxe verzögert oder vollständig vermieden werden^4,7,29. Besonders vestibuläre und palatinale Glattflächen sind der Applikation gut zugänglich, sodass eine noninvasive Therapie mit lokal applizierten Fluoriden vielversprechend ist. Ähnliches gilt für Approximalflächen. So zeigte die halbjährliche Anwendung eines Fluoridlacks in einer klinischen Studie mit approximalen kariösen Initialläsionen hinsichtlich der klinischen und röntgenologischen Progression die gleiche kariespräven-tive Wirkung wie eine Versiegelung mit einem Kunstharzmaterial⁸.

Bei der Prävention von Karies an exponierten Wurzeloberflächen, welche überwiegend bei Patienten höheren Alters auftreten, führten laut einer aktuellen Übersichts-arbeit mit Netzwerk-Metaanalyse sowohl die halbjährliche Applikation eines sauren Fluoridgels (12.300 ppmF^-) als auch die vierteljährliche Applikation von NaF-Lack (22.600 ppmF^-) zu einer Reduktion neuer kariöser Läsionen im Wurzelbereich. Lediglich Silberdiamminfluorid war noch effektiver, hat aber den Nachteil der starken schwarzen Verfärbung der behandelten Zahnhartsubstanzen²⁴. Eine andere systematische Übersichtsarbeit ergab, dass die regelmäßige Anwendung von Zahnpasta mit einem Fluoridgehalt von 5.000 ppmF^- ebenfalls die Initiation und Pro-gression wurzelkariöser Läsionen reduzieren kann³⁷.

Hinsichtlich bereits bestehender kariöser Läsionen ergab eine systematische Übersichtsarbeit mit Netzwerk-Metanalyse, dass alle in diesem Artikel beschriebenen Präparateklassen (hochfluoridhaltige Zahnpasten, Gele und Lacke) zur Arretierung nichtkavitierter kariöser Läsionen unabhängig ihrer Lokalisation (okklusal, approximaler oder am Wurzeldentin) sowie kavitierter kariöser Läsionen im Bereich der Zahnwurzel beitragen können³¹.

Abb. 4 Beispiel für ein erhöhtes patientenspezifisches Karies­risiko: Patient mit Hyposalivation und eingeschränkter Mund­hygienefähigkeit (dargestellt ist die maximal mögliche Mundöffnung) nach Bestrahlung im Kopf-Hals-Bereich. Durch regelmäßige Ap­plikation hochkonzentrierter Fluoridzahnpasta (5.000 ppmF-) seit 6 Monaten und regelmäßige Kontrollen kann die invasive Therapie der kariösen Läsionen (s. weiße Pfeile), die sich aktuell verfärbt, aber oberflächenintakt darstellen, vermieden oder zumindest verzögert werden. Darüber hinaus ist bei diesem Patienten derzeit lediglich eine Politur bzw. Konturieren der Restaurationen indiziert.

Abb. 5a Erhöhtes flächen- und patientenspezifisches Risiko: Patient mit Hyposalivation, eingeschränkter Mundhygienefähigkeit und verfärbtem Dentin am mesialen Restaurationsrand an Zahn 32. Dargestellt ist die zum Zeitpunkt der Fotografie maximal mögliche Mundöffnung nach Bestrahlung im Kopf-Hals-Bereich.

Abb. 5b Neben der regelmäßigen Verwendung hochkonzentrierter Fluoridzahnpasta (5.000 ppmF-) wurden kritische Bereiche zusätzlich mit Lack fluoridiert.

Abb. 5c Nach 6 Monaten wies der Randbereich der Restauration an Zahn 32 weiterhin eine intakte Oberfläche auf. Der in Abb. 5a erkennbare Nebenbefund einer weißlichen Mundschleimhautveränderung am Gingivarand wurde in der Zwischenzeit exzidiert und histopathologisch als nichtmaligne klassifiziert.

Indikation bei erhöhtem patientenspezifischen Kariesrisiko

Bei Patienten, die ein höheres patientenspezifisches Kariesrisiko aufweisen, kann eine regelmäßige Verwendung von Zahnpasta mit erhöhtem Fluoridgehalt (5.000 ppmF^-) empfohlen werden. Hierzu zählen Patienten mit vermindertem Speichelfluss, zum Beispiel nach Bestrahlung im Bereich der Speicheldrüsen (Abb. 4 und 5) oder im Rahmen einer Autoimmunsialadenitis^9,14,33. Bei älteren Patienten oder Patienten mit Handicap, die über eine eingeschränkte Mundhygienefähigkeit bei vorhandener Restbezahnung verfügen, muss bei der Anwendung für jeden Einzelfall der Nutzen der höheren Fluoriddosierung gegenüber dem erhöhten Risiko des Verschluckens abgewogen werden. Die ansonsten effektiven hochkonzentrierten Fluoridpräparate mit saurem pH-Wert, beispielsweise in Gelform, können ihre Einschränkung bei Patienten nach tumortherapeutischer Radiatio oder Chemotherapie haben, solange die oralen Schleimhäute eine erhöhte Empfindlichkeit aufweisen. Hier kann neben der Wahl eines Produkts mit annähernd neutralem pH-Wert auch die regelmäßige professionelle Applikation zum Beispiel einer Fluoridlösung oder eines -lacks hilfreich sein, wodurch sich die Kontamination der Schleimhäute verhindern lässt.

Fazit

Zur Reduktion der Progression bestehender oder Vermeidung der Entstehung neuer kariöser Läsionen bei erhöhtem patienten- und flächenspezifischem Kariesrisiko sind über die Basisfluoridierung mit Zahnpasta hinausgehende Maßnahmen mit hochkonzentrierten Fluoridpräparaten zu empfehlen. In Abhängigkeit von Karieserfahrung und Kariesrisiko kann eine engmaschige Anwendung von hochkonzentrierten Fluoridpräparaten, die über die wöchentliche häusliche Anwendung oder die mehrmals jährlich durchgeführte professionelle Applikation hinausgeht, sinnvoll sein.

Ein Beitrag von PD Dr. Konstantin J. Scholz, Freiburg, Prof. Dr. Wolfgang Buchalla, Regensburg

Literatur auf Anfrage über news@quintessenz.de