Die kritische Auseinandersetzung mit Werkstoffeigenschaften und potenziellen Nebenwirkungen von in einer Therapie verwendeten Materialien ist obligat für Zahnmediziner*innen. Die Freisetzung von Monomeren aus alltäglich genutzten Kunststoffen und deren Einflüsse auf den menschlichen Organismus sind ein breit diskutiertes Thema. Die Kieferorthopädie bedient sich diverser Werkstoffe, unter anderen acrylhaltige Polymeren. Ziel dieser In-vitro-Studie war der qualitative und quantitative Nachweis der Monomerfreisetzung aus dentalen Adhäsiven. Im Fokus der Untersuchung standen fünf kieferorthopädische Materialien verschiedener Indikationen, die primär in der Behandlungsphase mit festsitzenden Apparaturen Anwendung finden: BrackFix® (VOCO, Cuxhaven, Deutschland), Triad® Gel (DeguDent, Hanau, Deutschland), Transbond™ XT, LR und Plus (3M Unitek, Monrovia, CA, USA). Konform mit DIN EN ISO 10993-13 und weiteren Schritten der Standardisierung wurden Probekörper über einen Zeitraum von fünf Wochen im Elutionsmedium Kunstspeichel (Typ Fusayama) bei Körpertemperatur (37 °C) gelagert. Die anschließende Analyse der Proben auf freigesetzte Monomere wurde mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) durchgeführt. Die Weiterverarbeitung der Daten erfolgte mit Hilfe von Shimadzu Class VP 4.7 (Shimadzu, Kyoto, Japan), Excel for Mac 16.23 (Microsoft, Redmond, WA, USA), SPSS Statistics 26 (IBM, Armonk, NY, USA) und OriginPro 2019 (OriginLab, Northampton, MA, USA). Die Freisetzung verschiedener Substanzen war bei allen Materialien über den Untersuchungszeitraum von fünf Wochen nachweisbar. Neben der Elution von gering konzentrierten und nicht identifizierten Substanzen erfolgte eine qualitative und quantitative Analyse für Bisphenol-A (BPA), Triethylenglycoldimethacrylat (TEGDMA) und Urethandimethacrylat (UDMA). BPA eluierte aus Transbond™ Plus, - XT, - LR und BrackFix®. Die gemessenen kumulierten Mittelwerte von BPA differieren je nach Material von 16,04 ppm bis 64,83 ppm. TEGDMA eluierte aus Transbond™ LR mit einem Mittelwert von 688,61 ppm. UDMA mit einem Mittelwert von 1682,00 ppm aus Triad® Gel. Die initialen Perioden zeigten maximale Elutionsraten bei allen Materialien. Die Analyse mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie konnte die Elution von drei nachweislich gesundheitsschädigenden Monomeren aus fünf kieferorthopädischen Materialien belegen. Alle gemessenen Konzentrationen unterschreiten aktuelle offizielle Grenzwerte der maximal empfohlenen Aufnahmemenge. Geringe Dosen, eine kumulative Exposition und alternative Wege der Aufnahme in den menschlichen Organismus sind bekannt und stehen unter Verdacht, gesundheitsschädigende Effekte auszulösen. Explizit junge Patient*innen im Wachstum stellen eine Risikogruppe dar. Maßnahmen zur reduzierten Exposition von Patient*innen sowie der Arbeitsschutz von zahnmedizinischen Personal sollte beachtet werden. Weitere Untersuchungen zu Elutionsprozessen und Grenzwerte sind zu diskutieren.
It is compulsory for dental professionals to study properties and potential side effects of materials used during treatment. The elution of monomers from plastics in daily use and their influence on the human organism is part of an ongoing controversy. Orthodontists make use of several different materials, amongst others acrylic polymers. Goal of this in-vitro study was the identification and quantification of monomers eluting from dental adhesives, with a focus on five orthodontic materials with different indications, mostly used in treatments with fixed orthodontic appliances: BrackFix® (VOCO, Cuxhaven, Germany), Triad® Gel (DeguDent, Hanau, Germany), Transbond™ XT, - LR and - Plus (3M Unitek, Monrovia, CA, USA). In accordance with DIN EN ISO 10993-13 and further steps for standardization, specimen were immersed in artificial saliva (Type Fusayama) for a period of five weeks at body-temperature (37 °C). Aliquots were analyzed by high-pressure liquid chromatography (HPLC). For processing of the obtained data, Class VP 4.7 (Shimadzu, Kyoto, Japan), Excel for Mac 16.23 (Microsoft, Redmond, WA, USA), SPSS Statistics 26 (IBM, Armonk, NY, USA) and OriginPro 2019 (OriginLab, Northampton, MA, USA) were used. An elution of different substances from all five materials after the period of 35 days was detectable. Besides unequivocally and low-concentrated substances, an identification and quantification of BPA, TEGDMA and UDMA was conducted. Transbond™ Plus, - XT, - LR and BrackFix® eluted BPA. The cumulated mean values for BPA after five weeks differ between 16,04 ppm and 64,83 ppm, depending on the material. TEGDMA eluted from Transbond™ LR with a mean of 688,61 ppm. UDMA with a mean of 1682,00 ppm from Triad® Gel. The highest ratios of eluted substances per time unit were measured for the initial period for every material. The analysis by a high-pressure liquid chromatography confirmed the elution of three substances from five orthodontic materials, proven to be harmful to health. The detected concentrations were all below the statutory thresholds, considered health threatening by authorities. Low dose effects, a cumulated exposition and alternative ways of uptake of monomers in everyday life to the human organism should be taken into consideration. An exposure management of patients and dental professionals is indicated. Further investigations and thresholds should be open for discussion.
