Die adhäsive Versorgung einer kariösen Läsion stellt eine akzeptierte Behandlungsmethode dar. Während die Analyse natürlicher, adhäsiv versorgter Läsionen ermöglicht, hohe interindividuelle Schwankungen in mechanischen Eigenschaften und Zusammensetzung aufzuzeigen, stößt sie, bedingt durch die begrenzte Verfügbarkeit geeigneter Zähne und durch ethische Konflikte, an ihre Grenzen. Daher sind Methoden zur Herstellung künstlicher Residualkaries in vitro notwendig. Diese ermöglicht die standardisierte Untersuchung der mechanischen Eigenschaften der Zähne, deren Remineralisationsverhalten oder verschiedener restaurativer Behandlungsmöglichkeiten, unabhängig von der Patientencompliance und etwaigem ethischen Konflikt. In dieser Studie wurden mehrere Demineralisationsprotokolle zur Imitation einer Residualkaries miteinander verglichen. Zunächst wurden zwölf tiefe, kariöse Läsionen selektiv exkaviert, sodass Dentin von ledriger Beschaffenheit verblieb, und auf ihren Mineralverlust (ΔZ), Läsionstiefe (LT), Mineralverlustintensität (R), Mineralanstieg innerhalb der Läsion und ihr Nanohärteprofil analysiert. Vier verschiedene Demineralisationsmethoden wurden zur Induktion künstlicher Residualkaries angewandt (azetatbasierte Lösung mit Methylhydroxydiphosphonat-Putter pH = 4,95; 0,1 M Carboxymethylcellulose-Laktat-Gel; 0,5 M Ethylendiamintetraazetat pH = 7,2; Biofilm-Modell mit Streptococcus mutans) und ihre Läsionstiefen über verschiedene Zeiträume kontrolliert. Läsionen mit ähnlicher Tiefe wie die natürlichen wurden mittels transversaler Mikroradiografie weitergehend analysiert. Läsionen, die mittels azetatbasierter Lösung induziert wurden, unterschieden sich nicht signifikant in LT, ΔZ und Mineralprofil, sodass dieses Protokoll weiter modifiziert wurde. Sieben weitere Proben wurden über zwölf Wochen in azetatbasierter Lösung mit weniger saurem pH-Wert (5,3) gelagert. Die so induzierten Läsionen zeigten, verglichen mit den natürlichen, eine ähnliche Tiefe (Mittel ± Standardabweichung = 626 ± 212 und 563 ± 88 µm), Demineralisation (R = 19,5 ± 4,7 und 29,8 ± 4,1 %), der Mineralanstieg war flach und stetig (Anstieg = 0,10 ± 0,05 und 0,13 ± 0,06 Vol.-%/µm) und die Nanohärteprofile unterschieden sich nicht signifikant. Die beschriebene Methode eignet sich zur Induktion von Läsionen mit ähnlichem Mineralgehalt und mechanischen Eigenschaften wie natürliche Residualkaries.
Sealing caries lesions is an accepted management concept. Whilst the analysis of natural sealed, residual lesions allows to gauge the variability regarding the lesions' composition and mechanical properties, it is practically limited by availability of appropriate teeth and ethical concerns. Hence, protocols to induce artificial dentin residual lesions in vitro are required, as working with such artificial lesions allows a more standardized investigation of the mechanical properties of the teeth, their remineralization capabilities or different restorative approaches. In this study different demineralization protocols were compared for their suitability to mimic natural residual lesions. First, twelve natural deep lesions were excavated to leave leathery dentin, then analyzed regarding their mineral loss (ΔZ), lesion depth (LD), mineral loss ratio (R), the slope of the mineral gradient and their nano-hardness profile. Four different demineralization protocols were used for the induction of artificial lesions (acetic acid pH = 4.95; 0.1 M lactic acid gel pH = 5.0; 0.5 M ethylendiaminetetraacetic acid pH = 7.2; Streptococcus mutans biofilm models). Lesion depths were monitored over different demineralization times. Lesions with similar depths as the natural ones were further analyzed using transversal microradiography. Acetic-acid-induced lesions did not significantly differ with regards to LD, ΔZ and mineral profile, so this protocol underwent further modification. Seven dentin specimens were submitted to a moderately acidic (pH = 5.3) methylhydroxydiphosphonat-buffered acetate demineralization solution for 12 weeks. Natural and artificial lesions showed similar LD (mean ± SD = 626 ± 212 and 563 ± 88 µm), demineralization (R = 19.5 ± 4.7 and 29.8 ± 4.1 %), mineral gradient (slope = 0.10 ± 0.05 and 0.13 ± 0.06 vol%/µm) and nano-hardness profiles. The described protocol is suitable to induce lesions with mineral content and mechanical properties similar to natural residual lesions.
