Mittlerweile sind mehr als 9 Jahre vergangen, seit die jüngste Generation biokeramischer Sealer in Deutschland auf den Markt gekommen ist. Der Beitrag von Dr. Jürgen Wollner für die Quintessenz Zahnmedizin 5/21 gibt ein Update zu diesen in der Endodontie verwendeten biokeramischen Materialien. Es werden die Entwicklungen der vergangenen 25 Jahre genauso aufgezeigt wie die aktuellen Studien der sowohl in der ortho- wie auch retrograden Wurzelkanal­behandlung eingesetzten Materialien. Eine Auflistung der am Markt erhältlichen Produkte sowie klinische Fälle, bei welchen biokeramische Sealer (TotalFill BC Sealer) eingesetzt wurden, sollen den erfolgreichen Einsatz dieser Materialien bestätigen.

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Einleitung

Seit mehr als 200 Jahren beschäftigt sich die Forschung mit dem „Inneren“ des Zahnes, der Endodon­tologie. Auf die Tätigkeiten von Louis I. Grossman in Philadelphia und seinen Nachfolgern – Leif Tronstad und Syngcuk Kim – am nach ihm benannten Lehrstuhl ist der Weltruhm Philadelphias und sein großer Einfluss auf die Entwicklung der Endodontie über nahezu zwei Jahrhunderte zurückzuführen, obwohl erste Versuche noch weiter zurückgehen.

Diese Pionierarbeit, fortgeführt von Syngcuk Kim, dem Direktor des Department of Endodontics der Uni­versity of Pennsylvania, hat in den vergangenen 25 Jah­ren enorme Verbesserungen mit sich gebracht, welche durch die Einführung des Operationsmikroskops, der maschinellen Aufbereitung mit flexiblen Feilensystemen, elektrometrischen Längenbestimmung, ultraschallaktivierten Spülung und thermoplastischen Wurzelfülltechniken zu deutlich verbesserten Erfolgsprognosen geführt haben. Nur die Materia­lien der Obturation haben sich in dieser Zeit nur unwesentlich verändert. Ziel der wissenschaftlichen Forschung der vergangenen Jahrzehnte und der Wunsch der Praktiker war es, einen Werkstoff zu entwickeln, der die Limitationen der herkömmlichen Wurzel­kanalfüllungsmaterialien überwinden kann. Er sollte feuchtigkeitsverträglich, antibakteriell, aber gleichzeitig biokompatibel sein und zusätzlich noch keine oder eine möglichst kleine Schrumpfung aufweisen.

Der erste biokeramische Werkstoff in der Endodontie, der diese Eigenschaften erfüllen konnte, war das in den 1990er-Jahren entwickelte „Mineral trioxid aggregat“ (MTA). Es handelt sich hierbei um einen modifizierten hochreinen Portlandzement. Im Gegensatz zum herkömmlichen Portlandzement ist MTA frei von Schwermetallen und Arsen²¹. Die Anwendung in der Zahnheilkunde, insbesondere in der Endodontie, wurde zum ersten Mal 1993 von einer Forschungsgruppe an der Universität von Loma Linda unter der Leitung von Mahmoud Torabinejad dokumentiert und publiziert^19,20. Die Hauptbestandteile von MTA sind Calciumsilikat, Tricalciumaluminat und Cal­ciumsulfat. Zur Erhöhung der Röntgenopazität wird Bismutoxid hinzugefügt. 1998 wurde ProRoot MTA (Dentsply Tulsa Dental, USA) als erstes Produkt für dentale Zwecke auf dem amerikanischen Markt zugelassen. Dieses MTA war grau (GMTA) und enthielt noch zusätzlich Tetra­calciumaluminatferrit. Seit 2002 gibt es MTA in der von Eisenoxid bereinigten Form als weißes MTA (WMTA). Das Eisen­oxid war verantwortlich für die manchmal ästhetisch ungünstigen Verfärbungen¹. MTA wurde aufgrund seiner schwierigen Verarbeitungseigenschaften weniger zur orthograden Wurzelkanalfüllung, sondern hauptsächlich als retro­grades Füllmaterial in der apikalen Chirurgie, zur Perforationsdeckung, zur direkten Überkappung und bei der Apexifikation verwendet.

2007 entwickelte die kanadische Firma Inno­vative BioCeramics (IBC, Kanada) den ersten vorgemischten und gebrauchsfertigen Sealer (iRoot SP). Bereits 2008 kam durch die US-amerikanische Firma Brasseler USA (BUSA, USA) ein in der Zusammensetzung sehr ähn­liches Produkt auf den Markt, welches unter den Produkt­namen Endo­Sequence und TotalFill BC Sealer (FKG Dentaire SA, Schweiz und American Dental Systems, Vaterstetten) seit 2013 auch in Deutschland erhältlich ist.

Wie intensiv in diesem Bereich geforscht wird, kann man anhand der Anzahl der Studien gut verdeutlichen. Während bis 2016 bereits ca. 1.800 Studien über MTA veröffentlicht wurden, sind es heute mehr als 10.500. Für gebrauchsfertige biokeramische Sealer stieg die Zahl der Studien im gleichen Zeitraum von ca. 50 auf 250 Veröffentlichungen.

Eigenschaften

Die in den Studien untersuchten wichtigen Ei­genschaften der Materialien sind Bioaktivität, Biokompa­tibilität und Zytotoxizität, pH-Wert und antibakterieller Effekt, Dichtigkeit/Schrumpfung und Revidierbarkeit. Die biokeramischen Materialien sind weitgehend feuchtigkeitsunempfindlich. In Penetrationstests konn­te eine gute Randdichtigkeit, welche im Vergleich zu alternativen Materialien mindestens gleichwertig war, festgestellt werden¹. Verschiedene Studien finden für MTA sogar überlegene Werte⁸. Eine Dissertation aus dem Jahr 2018 bescheinigt BC Sealer signifikant größere Eindringtiefen in die Dentintubuli im Vergleich zu AH Plus (Dentsply Sirona, Bensheim), ProRoot MTA (Dentsply Tulsa Dental) und Medcem MTA (Medcem, Öster­reich)⁹. Biokeramische Sealer haben eine gute Füllungsqualität und eine unabhängig von der Ob­turationstechnik bessere Penetration in die Dentintubuli , verglichen mit herkömmlichen Sealern²².

Die Biokompatibilität von MTA ist gut untersucht: Es induziert eine Wurzelzementneubildung an der Oberfläche zum Parodont und ist damit in seiner Produktklasse einzigartig^7,21. Biokeramische Sealer sind signifikant biokompatibler als herkömmliche Sealer und fördern die Differenzierung der Osteoblasten¹¹. Eine Anlagerung von für die Wundheilung notwendigen Zellen wird gefördert²⁷. In zahlreichen Studien zeigt sich die Bioaktivität der biokeramischen Materialien. Das bedeutet, dass eine positive Wirkung auf zelluläre Interaktionen eintritt²⁶. Es kommt zur Präzipitation von Hydroxylapatit-Strukturen, die sich mit der Zeit vermehren¹⁸. Auf der Oberfläche der biokeramischen Sealer zeigen humane Pulpazellen eine optimale Proliferation und Mineralisation^14,24.

Es konnte eine geringere Toxizität als bei herkömmlichen Sealern festgestellt werden. AH Plus war signifikant höher toxisch als BC Sealer und MTA^3,15,27. In der apikalen Chirurgie erfreuen sich Silber­amalgam und SuperEBA (Keystone In­dustries, Singen) ungebrochen hoher Beliebtheit für die retrograde Wurzelfüllung, obwohl die Über­legenheit des MTA hinsichtlich Biokompatibilität, geringerer inflammatorischer Reaktion und Dichtigkeit hinreichend belegt ist². Im direkten Vergleich für die Indikation als retrogrades Füllmaterial zeigten MTA und BC Sealer ähnlich gute Eigenschaften⁶.

Biokeramische Materialien haben während des Abbindens einen hohen pH-Wert und damit eine gute antibakterielle Wirkung²⁸. Der pH-Wert ist signifikant höher als bei AH Plus und bleibt auch über einen längeren Zeitraum im alkalischen Bereich, was wiederum die Elimination von Bakterien wie Enterococcus faecalis fördert^4,5,23,28.

Die Schrumpfung des Sealers war schon immer ein wichtiger Faktor in Bezug auf die Dichtigkeit einer Wurzelfüllung. Daraus resultierte die Entwicklung verschiedener Wurzelfülltechniken wie laterale Kondensation und thermoplastische Techniken, um diesen Effekt zu kompensieren. BC Sealer hingegen weist keine Volumenschrumpfungen in der Abbin­dephase auf (Abb. 1). In einigen Untersuchungen konnte kein signifikanter Unterschied im Vergleich zwischen biokeramischem Sealer mit Einstifttechnik und AH Plus mit thermoplastischer Fülltechnik festgestellt werden^17,25.

Die neuen biokeramischen Sealer versiegeln den Wurzelkanal zwar besser als herkömmliche, aber auch hier können Undichtigkeiten nicht vollständig verhindert werden¹⁶. Das Revisionsverhalten ist eine häufig unter­suchte Eigenschaft von Sealern. BC Sealer kann bei der endodontischen Revision nicht immer vollständig entfernt werden, in 20 Prozent der Fälle konnte keine apikale Durchgängigkeit („Patency“) erreicht werden¹⁰. Bis dato ist kein Lösungsmittel für BC Sealer bekannt. Handfeilen und rotierende Revisionsfeilen können biokeramische Sealer nicht immer vollständig entfernen, dies gilt aber auch für andere herkömmliche Sealer¹². Es konnten teilweise aber auch Arbeits­länge und Patency erreicht werden, ohne dass sig­nifikanten Unterschiede zwischen biokeramischen und epoxidharzbasierten Sealern auftraten¹³. Die Tabell­en 1 und 2 geben eine Übersicht über Zwei-Komponenten- und vorgemischte gebrauchsfertige Produkte.

Abb. 1 Homogene blasenfreie Wurzelkanalfüllung bei einem Zahn mit sehr ovalem Kanallumen mit TotalFill BC Sealer (Fa. FKG Dentaire SA, La Chaux-de-Fonds, Schweiz).

Tab. 1 Zwei-Komponenten-Produkte (Pulver-Flüssigkeit).

Tab. 2 Vorgemischte gebrauchsfertige Produkte.

Klinische Fälle

Beim ersten Fall stellte sich auf Empfehlung die 55-jährige Patientin mit akuten Beschwerden und einer Schwellung im Bereich des Zahns 36 auf Empfehlung vor. Auf dem periapikalen Röntgenbild in Ab­bildung 2 ist Zahn 36 mit einer insuffi­zienten Wurzelkanalfüllung und einer Läsion an der me­sia­len Wurzel erkennbar. Auf der angefertigten digitalen Vo­lu­men­tomografie (DVT)-Aufnahme zeigt sich in der sagittalen Schnittebene das wahre Ausmaß der Läsion (Abb. 3). Bei der eingeleiteten Revisions­behandlung musste zuerst die alte Wurzelfüllung entfernt und dann mit Handfeilen ISO 006, 008 und 010 apikale Patency erreicht und ein Gleitpfad erstellt werden. Nach elektronischer Längenmessung (Root ZX, Morita, Japan) erfolgte die weite­re mechanische und chemische Desinfektion des Zahnes unter Verwendung von Handinstrumenten und maschineller Aufbereitung mit einem flexiblen Nickel-Titan (NiTi)-System (XP-endo Shaper und BT-Race, FKG), ultraschall- und laseraktivierter Desinfektion (LightWalker, Fotona, Slo­wenien) mit 5,25-prozentigem Natriumhypochlorit (NaOCl) unter dem Operationsmikroskop (OPMI PROergo, Zeiss, Oberkochen). Abbildung 4 zeigt das Abschlussbild nach Wurzelkanalfüllung mit TotalFill BC Sealer. Auf den Recallaufnahmen nach 6 und 15 Monaten ist der Verlauf mit vollständiger Ausheilung der apikalen Läsion ersichtlich (Abb. 5 und 6).

Im zweiten Fall wurde ein 36-jähriger Patient mit leichten Beschwerden zur Abklärung einer möglichen Revision am Zahn 46 überwiesen. Das periapikale Röntgenbild (Abb. 7) zeigt eine insuffi­ziente Wurzelkanalfüllung und eine apikale Resorption an der distalen Wurzel. Anhand des sagittalen (Abb. 8) und koronalen (Abb. 9) DVT-Schnittbildes kann man die Ausdehnung der apikalen Läsion und der Resorption gut beurteilen. Als Erstes wurde die alte Wurzelfüllung entfernt, apikale Patency erreicht und ein Gleitpfad erstellt. Die weitere Behandlung verlief wie im ersten Fall beschrieben, wobei distal am offenen Apex zunächst eine Kollagenbarriere, hier mit CollaCote (Zimmer Dental, Freiburg), als Wider­lager geschaffen wurde, um einfacher einen homogenen dichten apikalen Stopp zu platzieren. Danach wurde der apikale Stopp an der distalen Wurzel mit TotallFill BC Fast Set Putty mithilfe von Handpluggern eingebracht. Abbildung 10 zeigt das Kontrollbild nach Beendigung der Revisionsbehandlung. Bei der Verlaufskontrolle nach 6 Monaten zeigt sich die gute Ausheilung mit Ausbildung eines gesunden parodontalen Ligamentes (Abb. 11).

Abb. 2 Zahn 36 mit insuffizienter Wurzelkanalfüllung und apikaler Läsion.

Abb. 3 Sagittale Schnittebene der digitalen Volumentomografie (DVT)-Aufnahme zeigt die Größe der apikalen Läsion des Zahnes 36 an der mesialen Wurzel.

Abb. 4 Abschlussbild nach Revisionsbehandlung von Zahn 36.

Abb. 5 Recallaufnahme nach 6 Monaten zeigt eine gute Heilungstendenz.

Abb. 6 Verlaufskontrolle nach 15 Monaten.

Abb. 7 Zahn 46 mit insuffizienter Wurzelkanalfüllung, apikaler Läsion und Resorption der distalen Wurzel.

Abb. 8 Auf der sagittalen Schnittebene der DVT-Aufnahme ist die Ausdehnung der Läsion gut ersichtlich. Gut erkennbar auch die apikale Resorption mit weit offenem Apex.

Abb. 9 Die koronale Schnittebene zeigt das Ausmaß der Resorption.

Abb. 10 Zahn 46 nach abgeschlossener Revisions­behandlung.

Abb. 11 Die Recallaufnahme nach 6 Monaten zeigt die gute apikale Ausheilung.

Fazit

Nachdem die biokeramischen Sealer mittlerweile mehr als 9 Jahre in Deutschland im Einsatz sind, kann man diesen Materialien wissenschaftlich und klinisch eine gute Funktionalität bescheinigen. Die geforderten Kriterien der Wissenschaft und auch der Praktiker können sehr gut erfüllt werden. Klinisch lässt sich das besonders bei den geringeren postoperativen Beschwerden und bei der schnelleren Ausheilung einer Läsion feststellen. Ein großer Vorteil der vorgemischten gebrauchsfertigen Form gegenüber MTA ist das verbesserte Handling.

Natürlich sind langfristig noch weitere wissenschaftliche Studien mit hohem Evidenzgrad (pro­spektive klinische Untersuchungen) notwendig, um die momentanen Erkenntnisse zu bestätigen. Allerdings darf man nicht vergessen, dass auch vor der Einführung der biokeramischen Materialien sehr gute Ergebnisse erzielt wurden, da für den Erfolg einer Wurzelkanalbehandlung jede einzelne Maßnahme von der Diagnose bis zur postendodontischen Versorgung äußerst wichtig ist.

Ein Beitrag von Dr. Wollner, Nürnberg

Literatur auf Anfrage über news@quintessenz.de