Der in den letzten Jahren beobachtete Kariesrückgang bei Kindern und Jugendlichen, stellt Therapiekonzepte in den Vordergrund, die auf eine Manipulation der kariösen Zahnhartsubstanz verzichten und stattdessen auf eine Remineralisation von initialen kariösen Läsionen abzielen. In der vorliegenden Studie wird erstmals in der Zahnmedizin eine Calcium-Coacervat-Emulsion als Präkursor zur Remineralisation von künstlich kariösen Läsionen im Zahnschmelz getestet. Das Ziel dieser Studie war, eine Remineralisation von künstlich kariösen Läsionen im Zahnschmelz durch eine zuvor bestimmte optimale Konzentration der Calcium-Coacervat-Emulsion zu erzielen. Die Calcium-Coacervat-Emulsionen wurden mittels Infiltration in die künstlich kariösen Läsionen eingebracht. Das Prinzip ist vergleichbar mit der Kariesinfiltration, bei der ein niedrig-viskoser Kunststoff als Infiltrationsmedium, nach entsprechender Vorbehandlung der kariösen Läsionen, verwendet wird. Kapillarkräfte ermöglichen ein schnelles Eindringen des niedrig-viskosen Kunststoffes in die kariöse Läsion. Der Begriff „Infiltration“ wurde in der vorliegenden Studie bewusst gewählt, da es sich um eine Weiterentwicklung der Kariesinfiltration handelt. Calcium-Coacervat-Emulsionen wurden ebenfalls mit Hilfe von Kapillarkräften in die künstlich kariösen Läsionen infiltriert. In einem ersten Versuch wurden künstlich kariöse Läsionen in kariesfreien bovinen Schmelzproben erzeugt. Diese wurden anschließend mit 37 % Phosphorsäuregel für 5 Sekunden geätzt. Nach Reinigung und Trocknung wurden die Schmelzproben mit gesättigter Dikaliumhydrogenphosphat-Lösung (1 M) infiltriert. Anschließend wurde das optimale Verhältnis von Calciumchlorid-Dihydrat und Polyacrylsäure-Natriumsalz ermittelt. Dabei sollte eine opake, calciumreiche, niedrig-viskose Calcium-Coacervat-Emulsionslösung entstehen, die keinen Niederschlag ausbildete und sofort in die künstlich kariösen Läsionen infiltriert werden konnte, um diese zu remineralisieren. Mit Hilfe der Transversalen Mikroradiografie (TMR) wurden alle Schmelzproben in Bezug auf ihren Mineralverlust untersucht. Nur in einer Gruppe konnte eine signifikante Reduktion des Mineralverlustes im Sinne einer Remineralisation nachgewiesen werden. In einem weiteren Versuch sollte nachgewiesen werden, welches Mineral sich in den künstlich kariösen Läsionen nach der Infiltration der Calcium-Coacervat-Emulsion bildete. Bei zwei infiltrierten Schmelzproben wurde die Zusammensetzung der Kristallstruktur mittels Röntgendiffraktion analysiert. Diese Proben wurden zuvor mit einer Calcium-Coacervat-Emulsion infiltriert, die in der TMR eine signifikante Reduktion des Mineralverlustes gezeigt hatte. Die Analyse der Röntgendiffraktion zeigte eine homogene Zusammensetzung des Zahnschmelzes mit Hydroxylapatit. In einer infiltrierten künstlich kariösen Läsion wurden Anteile von Oktacalciumphosphat nachgewiesen. Die vorliegende Studie belegt die Remineralisation des Zahnschmelzes durch Calcium-Coacervat-Emulsionen und das Vorhandensein von Apatitverbindungen nach Infiltration in die Effektflächen.
The decline of caries in young individuals observed in recent years emphasizes therapeutic concepts that do not require manipulation of tooth structure and instead aim at a remineralization of initial carious lesions. In the present study, a calcium coacervate emulsion was tested for the first time in dentistry as a precursor for remineralization of artificial carious lesions in enamel. The aim of this study was to prove that a calcium coacervate emulsion formed calcium phosphate nanocrystals via various intermediate steps, which cause remineralization of the enamel. Calcium coacervate emulsions were infiltrated into the artificial carious lesions. The principle is similar to the resin infiltration technique, in which a low-viscous resin is used as an infiltration medium, after appropriate pretreatment of the carious lesions. Capillary forces allow the resin to penetrate rapidly into the carious lesion. The term "infiltration" was chosen deliberately in the present study to underline the further development of caries infiltration. Calcium coacervate emulsions were also infiltrated into the artificial carious lesions by capillary forces. Firstly, artificial carious lesions were generated in caries free bovine enamel specimens. These were then etched (37 % phosphoric acid gel, 5 seconds), cleaned, dried and stored in a saturated dipotassium hydrogen phosphate solution (1 M, 60 minutes). The optimum ratio of calcium chloride dihydrate and poly(acrylic acid) sodium salt was investigated. An opaque, calcium-rich, low-viscous calcium coacervate emulsion was developed. The infiltration emulsion was applied straight after mixing to the artificial carious lesions excessively. Transverse Microradiography (TMR) was used to examine the degree of mineral loss. Only in one group a significant reduction of mineral loss could be shown. Another attempt was to demonstrate what kind of mineral was created in the artificial carious lesions after infiltration of the calcium coacervate emulsion. In order to perform an accurate crystal structure analysis of the lesions, two specimens, that had shown a significant decline in mineral loss in the TMR after infiltration of a calcium coacervate emulsion (group 8) before, were examined by X-ray diffraction analysis. X-ray diffraction showed a homogeneous composition of the enamel with hydroxyapatite. Shares of octacalcium phosphate could be detected in one effect segment. The present study demonstrates the remineralization of enamel by calcium coacervate emulsions and the presence of apatite compounds after infiltration into the artificial carious lesions.