Die Remineralisierungswirkung von GERM CLEAN auf frühe menschliche Schmelzkariesläsionen in vitro

Scientific Reports Band 13, Artikelnummer: 4178 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Ziel dieser Studie war es, die Remineralisierungswirkung von GERM CLEAN, einem neuartigen antibakteriellen Peptid, auf frühe Zahnschmelzkaries zu bewerten. Dreißig menschliche Schmelzblöcke von dreißig Zähnen wurden zufällig in drei Gruppen eingeteilt: doppelt destilliertes Wasser (DDW-Gruppe), GERM CLEAN (GC-Gruppe) und 1000 ppm Fluorid (NaF-Gruppe). Die Proben wurden drei Tage lang demineralisiert (pH-Wert 4,6), gefolgt von einem zweimal täglichen pH-Wechsel für 14 Tage. Für einen pH-Zyklus erhielten die Proben 5 Minuten lang entsprechende Behandlungen, wurden dann 1 Stunde lang in eine Demineralisierungslösung eingetaucht, erhielten erneut entsprechende Behandlungen und wurden schließlich etwa 11 Stunden lang in eine Remineralisierungslösung (pH 7,0) eingetaucht. Die Proben wurden nach jeder Behandlung mit DDW gewaschen. Zur Analyse von Schmelzblöcken wurden Mikroindentationstests, Rasterkraftmikroskopie (AFM) und transversale Mikroradiographie (TMR) durchgeführt. GC zeigte einen geringeren Prozentsatz der Wiederherstellung der Oberflächenmikrohärte (SMHR%) (p < 0,0001), rauere Oberflächen (p < 0,0001), eine tiefere Läsionstiefe (p = 0,001) und einen größeren Mineralverlust (p = 0,001) als NaF, zeigte jedoch höhere SMHR % (p < 0,0001), glattere Oberflächen (p < 0,0001), geringere Läsionstiefe (p = 0,049) und geringerer Mineralverlust (p = 0,001) als DDW. Dadurch hat GERM CLEAN das Potenzial, die Remineralisierung von demineralisiertem Zahnschmelz zu fördern.

Zahnkaries ist eine chronisch fortschreitende, destruktive Erkrankung, die in der Zahnhartsubstanz unter dem Einfluss mehrerer, von Bakterien dominierter Faktoren auftritt. Im Frühstadium von Zahnkaries stört die von Bakterien produzierte Säure das dynamische Gleichgewicht zwischen Demineralisierung und Remineralisierung des Zahnschmelzes, was zu einer Demineralisierung des Zahnschmelzes unter der Oberfläche führt1. Frühe Zahnschmelzkaries ist klinisch durch die White-Spot-Läsion2 gekennzeichnet, die sich nicht nur auf das Aussehen, sondern auch auf die Zahngesundheit auswirkt. Aufgrund der nicht erneuerbaren Eigenschaften kann Zahnschmelz die physikalischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften nicht spontan wiederherstellen3. Zu den derzeit in der klinischen Praxis am häufigsten verwendeten Methoden zur Behandlung von White-Spot-Läsionen gehören Plaque-Kontrolle, Diätmanagement und topische Fluoride4.

Fluorid ist derzeit die am weitesten verbreitete klinische Strategie zur Bekämpfung früher Schmelzkaries5. Laut der vorherigen Studie kann Fluorid nicht nur die Demineralisierung des Zahnschmelzes hemmen, sondern auch die Remineralisierung des Zahnschmelzes fördern5. Fluorid adsorbiert an der Oberfläche der teilweise demineralisierten Kristalle und zieht Kalziumionen an, um eine kalziumfluoridähnliche Schicht auf der Zahnschmelzoberfläche zu bilden5,6. Allerdings sind nicht alle Bevölkerungsgruppen für Fluorid geeignet, etwa Menschen, die gegen Fluorid allergisch sind7. Andere berichtete Behandlungsmaßnahmen für White-Spot-Läsionen wie Zahnbleaching4, Mikroabrasion8, Harzinfiltration8 und direkte oder indirekte Restaurationen4 haben einige Nachteile. Das Bleichen lebenswichtiger Zähne birgt das Risiko einer erhöhten Bleichempfindlichkeit9. Mikroabrasion ist eine wirksame Methode für oberflächliche Läsionen und sollte nicht bei dünnem Zahnschmelz eingesetzt werden10. Bei frühen Schmelzläsionen scheint eine Harzinfiltration möglich zu sein11,12,13,14; Allerdings konnte der Infiltrant auch nach dem Polieren mit Finishing-Trips keinen glatten Überzug auf der Oberfläche der Läsion bilden15. Es wurde berichtet, dass die Harzinfiltration die Oberflächenhärte von demineralisiertem Zahnschmelz nicht auf die von gesundem Zahnschmelz zurückführen konnte16. Der mögliche Grund dafür ist, dass die Bildung von Polymerketten nicht immer in der gesamten Läsion stattfindet17 und die Polymerisationsschrumpfung von Materialien während des Aushärtungsprozesses ein weiteres Problem darstellt16. Direkte und indirekte Restaurationen sind im Vergleich zu den anderen genannten Optionen die destruktivsten Methoden mit dem größten Verlust an Zahngewebe.

Aufgrund der oben beschriebenen Einschränkungen wird zunehmend auf die biomimetische Mineralisierung des Zahnschmelzes geachtet, die darauf abzielt, demineralisierten Zahnschmelz zu reparieren, indem die Remineralisierung von Hydroxylapatit auf der Zahnoberfläche induziert wird. Beispielsweise könnte Amelogenin die orientierte Keimbildung von Calciumphosphat auf der Schmelzoberfläche fördern18. Das von Amelogenin abgeleitete Peptid QP5 könnte die Bildung von amorphem Calciumphosphat vorübergehend stabilisieren und es schließlich in Hydroxylapatitkristalle umwandeln19. Kind et al. entwarf ein selbstorganisiertes Peptid, um an der unter der Oberfläche liegenden Läsion des Zahnschmelzes dreidimensionale Gerüste zu bilden, was zur Keimbildung von Hydroxylapatit führte20. Darüber hinaus könnte Hydroxylapatit-verankertes Dendrimer an der Zahnschmelzoberfläche adsorbieren und in situ Hydroxylapatit-Regenerationsstellen für die weitere Biomineralisierung bilden21. Allerdings ist die Herstellung von Proteinen/Peptiden schwierig und diese Materialien befinden sich noch in der präklinischen Forschung.

GERM CLEAN (Scisyn, Chengdu, China) ist ein neuartiges Mundspray, dessen aktive Komponente ein neues synthetisches Polypeptid ist. Gemäß den Anweisungen des Herstellers kann dieses Produkt eine Vielzahl pathogener Bakterien, die orale Mukositis und Parodontitis auslösen, wirksam abtöten. Jüngste Studien haben gezeigt, dass GERM CLEAN eine offensichtliche antibakterielle Wirkung auf Streptococcus mutans22 und den Dual-Spezies-Biofilm von S. mutans und Candida albicans23 hat und die Demineralisierung von Rinderschmelz hemmen kann23. Die Remineralisierungswirkung dieses Sprays muss jedoch noch untersucht werden.

Ziel dieser Studie war es, die Remineralisierungswirkung von GERM CLEAN auf frühe Zahnschmelzkaries bei menschlichen Molaren in vitro zu bewerten. Zur Beurteilung der mechanischen Eigenschaften, der Oberflächenrauheit und des Mineralgehalts wurden Vickers-Mikrohärte, Rasterkraftmikroskop und transversale Mikroradiographie durchgeführt. Die Nullhypothese war, dass keine signifikanten Unterschiede in der Remineralisierungswirkung zwischen doppelt destilliertem Wasser (DDW) und GERM CLEAN festgestellt werden würden.

Mit Genehmigung der Medizinischen Ethikkommission des West China Stomatology Hospital der Sichuan-Universität (WCHSIRB-D-2022-019) wurden 30 extrahierte menschliche Backenzähne aus einem Zahnpool gesammelt. Diese Zähne wurden vor der Verwendung in einer 0,4 %igen Thymollösung (Macklin, Shanghai, China) gelagert. Die Einverständniserklärung der Patienten wurde eingeholt und die Studie wurde in Übereinstimmung mit der Deklaration von Helsinki durchgeführt. Zähne mit Zahnfluorose, Rissen, Schmelz- oder Dentindefekten oder Zähnen, die irgendeine Art von Zahnrestauration oder Zahnversiegelung darstellten, wurden ausgeschlossen.

Die Zähne wurden entkoroniert und jede Krone wurde mit einer langsamen Schneidemaschine (Struers Minitom; Struers, Kopenhagen, Dänemark) unter fließendem entionisiertem Wasser in zwei Abschnitte geschnitten, um sechzig Schmelzblöcke zu erzeugen. Acht Emailleblöcke, die zu klein waren oder Defekte und Risse aufwiesen, wurden verworfen und 52 Emailleblöcke hergestellt. Diese Emailleblöcke wurden in Polymethylmethacrylat (Macklin, Shanghai, China) eingebettet und anschließend mit wassergekühlten Karborundscheiben (Struers Minitom; Struers, Kopenhagen, Dänemark) aus wasserfestem Siliziumkarbidpapier der Körnung 1200 (Yu Ying, Foshan, China) geschliffen Bilden Sie auf den Schmelzoberflächen ein Fenster von 4 mm × 4 mm (Abb. 1). Anschließend wurde die gesamte Emailoberfläche außer dem Fenster mit zwei Schichten säurebeständigem Nagellack (MINISO, Tokio, Japan) lackiert.

Das Flussdiagramm des experimentellen Verfahrens.

Vor der Bildung von Karies im künstlichen Zahnschmelz wurde die Grundoberflächen-Mikrohärte (SMH0) der Zahnschmelzblöcke gemessen. In der Mitte des Fensters wurden drei Vertiefungen im Abstand von 300 μm angebracht. Die Messungen wurden mit einem Vickers-Mikrohärteprüfer (Matsuzawa, Akita-ken, Japan) bei einer Belastung von 50 g für 15 s durchgeführt. Schließlich wurden dreißig Schmelzblöcke mit einer Härte zwischen 360 und 390 VHN für weitere Untersuchungen ausgewählt.

Die frühen Schmelzkariesläsionen wurden nach der von Lv et al.24 beschriebenen Methode erzeugt. Die ausgewählten Schmelzblöcke wurden drei Tage lang bei 37 °C in eine demineralisierende Lösung (2,2 mM KH2PO4, 2,2 mM Ca(NO3)2, 50 mM Essigsäure, pH 4,6) getaucht, um unter kontinuierlichem, langsamem magnetischem Rühren künstliche Schmelzkaries zu erzeugen (100 U/min) (ZHICHENG, Shanghai, China). Die Oberflächenmikrohärte der Schmelzblöcke nach der Demineralisierung (SMH1) wurde gemäß den zuvor genannten Parametern gemessen. Die Hälfte des Bereichs des freiliegenden Fensters auf der Emailoberfläche wurde mit zwei Schichten säurebeständigem Nagellack (MINISO, Tokio, Japan) bemalt, sodass ein freiliegendes Emailfenster von nur 4 mm × 2 mm übrig blieb.

Das pH-Zyklusverfahren stimmte mit der von Lv et al.24 verwendeten Methode überein. Diese Schmelzblöcke wurden zufällig in drei Gruppen eingeteilt (n = 10) und mit verschiedenen experimentellen Lösungen behandelt: (1) DDW (pH 6,2), (2) GERM CLEAN (GC), (3) 1000 ppm NaF (NaF) ( pH-Wert 5,5). Die Lösungen wurden topisch mit einem Volumen von 40 μl aufgetragen, um die oben genannten 4 × 2 mm2 großen Fenster in den folgenden experimentellen Verfahren abzudecken. Zunächst wurden die drei Gruppen 5 Minuten lang mit den entsprechenden Lösungen behandelt. Zweitens wurden diese Proben 1 Stunde lang bei 37 ° C unter kontinuierlichem, langsamem magnetischem Rühren (100 U/min) in eine demineralisierende Lösung getaucht (ZHICHENG, Shanghai, China), wonach die Proben 5 Minuten lang mit den entsprechenden Lösungen behandelt wurden wieder. Abschließend wurden die Proben etwa 11 Stunden lang bei 37 °C in eine remineralisierende Lösung (20 mM HEPES, 0,9 mM KH2PO4, 1,5 mM CaCl2, 130 mM KCl, pH 7,0) unter kontinuierlichem, langsamem magnetischem Rühren (100 U/min) getaucht ( ZHICHENG, Shanghai, China), um einen pH-Zyklus abzuschließen. Der pH-Zyklus wurde 14 Tage lang zweimal täglich wiederholt. Die Proben wurden nach jeder Behandlung mit DDW gewaschen. Demineralisierende und remineralisierende Lösungen wurden bei jedem pH-Zyklus aufgefrischt und bei der ersten Verwendung wurden 1000 ppm NaF zubereitet.

Die Oberflächen-Mikrohärte der Schmelzblöcke nach pH-Zyklus (SMH2) wurde unter den gleichen Testparametern aufgezeichnet und der Prozentsatz der Oberflächen-Mikrohärte-Erholung (SMHR%) wurde mit der Formel berechnet: SMHR% = (SMH2 − SMH1)/(SMH0 − SMH1) × 100 %25.

AFM-Bilder der Schmelzoberfläche nach 14 Tagen pH-Zyklus wurden mit einem Rasterkraftmikroskop (SPM9700; Shimadzu, Kyoto, Japan) aufgenommen, das mit einer AFM-Siliziumsonde (Shimadzu, Kyoto, Japan) und einem Laserscanner (30) ausgestattet war μm × 30 μm × 5 μm). Die Scangrößenrate betrug 10 µm × 10 µm bzw. 1 Hz. Für jede Probe wurden fünf verschiedene Felder zufällig ausgewählt und die Oberflächenrauheit (Ra) jedes Feldes mit der Shimadzu SPM-9700-Software (Shimadzu, Kyoto, Japan) analysiert. Dann wurde die durchschnittliche Oberflächenrauheit jeder Probe und jeder Gruppe berechnet.

Die Proben wurden mit einer diamantbeschichteten Bandsäge (EXAKT300; EXAKT, Norderstedt, Deutschland) senkrecht zu den freiliegenden Fenstern in 150 μm dicke Scheiben geschnitten und alle Scheiben mit Hartmetall der Körnung 2000 auf eine Dicke von 100 bis 120 μm geschliffen -Polierpapier (Yu Ying, Foshan, China) und mit einem digitalen Mikrometer (Mitutoyo, Tokio, Japan) überprüft. Jede Scheibe wurde auf Plexiglas-Objektträgern (Konica Minolta, Tokio, Japan) in einem TMR-Probenhalter (Inspektor Research Systems, Amsterdam, Niederlande) fixiert. Anschließend wurden die Schnitte entlang eines Aluminium-Kalibrierungsstufenkeils mit 11 Stufen mikroradiographiert, wobei eine monochromatische CuK-Röntgenquelle (Philips, Eindhoven, Niederlande) verwendet wurde, die 30 Minuten lang bei 20 kV und 20 mA in einem Abstand von 40 cm26 betrieben wurde. Die Plexiglasobjektträger wurden 10 Minuten lang entwickelt, in entionisiertem Wasser gespült, 10 Minuten lang in einem dunklen Raum fixiert und dann 10 Minuten lang unter fließendem Wasser gespült, gefolgt von Lufttrocknung. Die Röntgenfilme wurden mit einem Durchlichtmikroskop mit 20-fach-Objektiv (Zeiss, Oberkochen, Deutschland) analysiert, das mit einer CCD-Kamera (Canon, Tokio, Japan) ausgestattet war. Die Kamera war an einen Computer (TOSHIBA, Tokio, Japan) angeschlossen. Quantitative Daten zur Läsionstiefe und zum Mineralverlust wurden von TMR Software 2006 (Inspektor Research Systems, Amsterdam, Niederlande) erhalten. Auf jeder Schicht wurden drei TMR-Spuren gemessen und von jedem Schmelzblock wurden drei Schichten analysiert.

Die Daten wurden mit SPSS 26 (IBM; Armonk, NY, USA) analysiert. Shapiro-Wilk- und Levene-Tests wurden angewendet, um die Datennormalität bzw. Homogenität der Varianzen zu überprüfen. Der SMHR-Prozentsatz, die Oberflächenrauheit und der Mineralverlust in verschiedenen Gruppen wurden mit der einfaktoriellen ANOVA und LSD als Post-hoc-Test verglichen. Die Läsionstiefe in verschiedenen Gruppen wurde mit der einfaktoriellen ANOVA und Dunnetts T3 als Post-hoc-Test verglichen. Zur Darstellung der generierten Daten wurde der Mittelwert ± Standardabweichung verwendet. Das Signifikanzniveau wurde auf α = 0,05 festgelegt.

Gemäß den Ergebnissen der Shapiro-Wilk- und Levene-Tests entsprachen die Daten der drei Gruppen der Normalverteilung. Homogene Varianzen wurden in den Daten zu SMHR %, Oberflächenrauheit und Mineralverlust beobachtet, und die Varianz der Daten zur Läsionstiefe war inhomogen. Die präsentierten Ergebnisse waren das Ergebnis des einfaktoriellen ANOVA-Tests und der entsprechenden Post-hoc-Tests mit mehreren Vergleichen.

Tabelle 1 zeigt, dass der SMHR-Prozentsatz der GC-Gruppe 21,6 [± 3,5] betrug, was deutlich höher war als der der DDW-Gruppe mit 6,0 [± 3,9] (p < 0,0001), und die NaF-Gruppe wies den höchsten SMHR-Prozentsatz von 39,8 auf [± 6,1] (p < 0,0001).

Die Oberflächenrauheit des Zahnschmelzes in jeder Gruppe ist in Tabelle 2 aufgeführt. Die Oberflächenrauheit der DDW-Gruppe, der GC-Gruppe und der NaF-Gruppe betrug 193,4 [± 5,4] nm, 122,3 [± 8,0] nm und 54,5 [± 11,3]. ] nm bzw. Wie in Abb. 2 und Tabelle 2 gezeigt, wiesen Proben der DDW-Gruppe (Abb. 2a) die raueste Oberfläche auf, gefolgt von Proben der GC-Gruppe (p < 0,0001) (Abb. 2b) und Proben der NaF-Gruppe ( Abb. 2c) zeigte die glatteste Oberfläche (p < 0,0001).

Repräsentative AFM-Bilder (10 μm × 10 μm). Die Oberflächenmorphologien nach 14 Tagen pH-Zyklus wurden in Gegenwart von (a) doppelt destilliertem Wasser (DDW) allein, (b) GERM CLEAN, (c) 1000 ppm Fluorid (NaF) gezeigt.

Repräsentative TMR-Mikroradiographien sind in Abb. 3 dargestellt. Obwohl in allen Gruppen deutliche Remineralisierungsschichten auf der demineralisierten Schmelzoberfläche gefunden werden konnten, zeigten alle mit Medikamenten behandelten Gruppen einen geringeren Demineralisierungsgrad als die DDW-Gruppe. Die statistischen Daten zum Mineralverlust und zur Läsionstiefe in jeder Gruppe sind in Tabelle 3 aufgeführt. Der Mineralverlust in der DDW-Gruppe betrug 1342,2 [± 122,1] Vol.-% × µm, was am deutlichsten war (p = 0,001), während die Zahlen für die Die GC-Gruppe und die NaF-Gruppe waren mit 921,0 [± 187,2] Vol.-% × µm bzw. 489,0 [± 140,2] Vol.-% × µm weniger signifikant (p = 0,001). Bezüglich der Läsionstiefe waren die Ergebnisse des paarweisen Vergleichs in jeder Gruppe denen des Mineralverlusts ähnlich. Die DDW-Gruppe hatte die tiefste Läsionstiefe von 69,3 [± 21,8] µm, die GC-Gruppe hatte eine geringere Läsionstiefe von 33,2 [± 4,3] µm als die DDW-Gruppe (p = 0,049) und die NaF-Gruppe hatte die geringste Läsionstiefe von 17,4 [± 3,0] µm (p = 0,001).

TMR-Mikroradiographien von Schmelzabschnitten vor und nach 14 Tagen pH-Zyklus. (a) doppelt destilliertes Wasser (DDW) allein, (b) GERM CLEAN, (c) 1000 ppm Fluorid (NaF). Weiße Pfeile zeigten die Grenze vor und nach dem pH-Zyklus an. Die DDW-Gruppe wies die größte Läsionstiefe und die geringste Dichte der Läsion auf.

Den Ergebnissen dieser Studie zufolge wurde die Nullhypothese verworfen. Die Remineralisierungswirkung von GERM CLEAN war deutlich besser als die von DDW. GERM CLEAN, ein neues biologisches Polypeptid-Mundspray, besetzt als ausgereiftes Produkt einen bestimmten Markt in China. Gemäß den Anweisungen des Herstellers sind die Wirkstoffe von GERM CLEAN das orale keimtötende antimikrobielle Peptid und das antimikrobielle JN-01-Peptid. Dieses Spray hat eine antibakterielle Breitbandwirkung, ist unschädlich für Probiotika und kann die Schleimhautreparatur fördern. Die antibakterielle Wirkung dieses Produkts auf Streptococcus mutans22 und den von Streptococcus mutans und Candida albicans23 gebildeten Dual-Spezies-Biofilm wurde durch frühere Studien bestätigt. Es wurde berichtet, dass GERM CLEAN bei einer halben minimalen Hemmkonzentration die Azidogenität, Exopolysaccharidsynthese, Adhäsionsfähigkeit und Biofilmbildung von S. mutans durch Herunterregulieren der Expressionsniveaus der Gene gtfb, gtfc, gtfd und ldh reduzieren kann22. Darüber hinaus kann GERM CLEAN die Hefe-Hyphen-Transformationsfähigkeit von C. albicans im Dual-Spezies-Biofilm beeinflussen, was den Erreger des Dual-Spezies-Biofilms verringern könnte23.

Im vorliegenden Experiment wurde die Remineralisierungswirkung von GERM CLEAN untersucht. Gemäß dem Ergebnis von SMHR% war die GC-Gruppe besser als die DDW-Gruppe. Dieses Phänomen deutete darauf hin, dass GERM CLEAN in gewissem Maße die Mineralablagerung auf der Zahnschmelzoberfläche fördern könnte. Auch die Ergebnisse der TMR stützten dieses Ergebnis. Studien bestätigten, dass der Mineralgehalt positiv mit der Mikrohärte korrelierte27,28, was mit unseren Ergebnissen übereinstimmte, dass die GC-Gruppe einen höheren SMHR-Prozentsatz und einen geringeren Mineralverlust aufwies als die DDW-Gruppe. Es sollte jedoch klar sein, dass SMH durch den Mineralisierungsgrad und die Dicke der Oberflächenschicht, das Ausmaß der (De-)Mineralisierung unter der Oberfläche und die Mineralverteilung beeinflusst werden könnte28. Tatsächlich ist der organische und anorganische Gehalt des Zahnschmelzes von der Oberfläche bis zum Schmelz-Dentin-Übergang unterschiedlich29. Daher kann auch die Dicke des Zahnschmelzes das Ergebnis beeinflussen. Darüber hinaus ist das durch TMR erhaltene Ergebnis halbquantitativ, da das von der kommerzialisierten Software gemessene Mineralvolumen ein Proxy-Mineralvolumen darstellt und es während des Mahlvorgangs zu einem gewissen Mineralverlust kam. Die Ergebnisse stellten also nicht das tatsächliche Mineralvolumen dar, sondern dienten lediglich als Referenz zur Bestimmung der Läsionstiefe und des Mineralverlusts. Studien haben jedoch gezeigt, dass die TMR aufgrund ihrer relativ guten Genauigkeit und Reproduzierbarkeit immer noch der Goldstandard für die Untersuchung der Demineralisierung und Remineralisierung von Zahnhartgewebe ist30. Daher wurde die Technik weit verbreitet31,32,33,34. Auch bei der Oberflächenrauheit zeigte GERM CLEAN eine bessere Wirkung als DDW, dieses Ergebnis bestätigte auch die Remineralisierungswirkung von GERM CLEAN.

In der vorliegenden Untersuchung war der beobachtete Remineralisierungseffekt von GERM CLEAN schwächer als der der in früheren Studien berichteten Peptide19,35,36. Der Grund könnte darin liegen, dass GERM CLEAN einen schwachen Säuregehalt mit einem pH-Wert von 6,5 aufweist. In der vorherigen Studie wurde berichtet, dass saure Aminosäuren die Ausrichtung von Hydroxylapatitkristallen regulieren könnten37. Die in der Literatur beschriebenen Peptide mit offensichtlichen Mineralisierungseffekten wie QP519 und 8DSS36 könnten die orientierte Keimbildung von Hydroxylapatitkristallen oder die gleichmäßige Ablagerung von Calciumphosphat-Nanokristallen fördern. Die Bindung von Peptiden an Hydroxylapatit ist wichtig, um die Mineralisierung zu fördern. Wir vermuteten, dass GERM CLEAN an Hydroxylapatit binden könnte, um die Freisetzung von Kalzium- und Phosphationen aus dem demineralisierten Zahnschmelz zu begrenzen und gleichzeitig die Ablagerung von Kalzium- und Phosphationen in der Lösung auf dem demineralisierten Zahnschmelz zu fördern, um eine Remineralisierung zu erreichen. Ob es sich jedoch lediglich um eine einfache Ablagerung von Mineralionen oder um die Bildung von neuem Hydroxylapatit handelte, bedarf noch weiterer Untersuchungen. Laut der neuesten Übersicht38 gibt es 43 synthetische antibakterielle Peptide, aber nur vier antibakterielle Peptide, die die Remineralisierung fördern oder die Demineralisierung verhindern, darunter Sp-H535, CS-QP539, TVH1925 und DR9-RR1440, und in den vier Studien wurden Labor- oder Tiermodelle verwendet . Bevor diese antibakteriellen Peptide für die klinische Behandlung eingesetzt werden, sind weitere klinische Untersuchungen erforderlich, während GERM CLEAN ein klinisch verfügbares antibakterielles Peptid ist.

Die vorherige Studie zeigte, dass GERM CLEAN die Demineralisierung des Zahnschmelzes der Rinderschneidezähne hemmen kann23. In unserer aktuellen Studie konnte GERM CLEAN die Remineralisierung von demineralisiertem Zahnschmelz verbessern, seine Mineralisierungswirkung ist jedoch immer noch unbefriedigend, da seine Mineralisierungswirkung deutlich schwächer ist als die von Fluorid. Die schlechte Stabilität von GERM CLEAN gemäß der vorherigen Studie22 könnte eine weitere Einschränkung darstellen und die zugrunde liegenden Mechanismen dieses Phänomens werden noch untersucht.

Die biomimetische Mineralisierung des Zahnschmelzes mithilfe von Peptiden befindet sich noch in der Forschung und ist noch weit von einer klinischen Transformation entfernt. Als vermarktetes antibakterielles Peptid ist GERM CLEAN ein ausgereiftes Produkt und die klinische Sicherheit von GERM CLEAN kann garantiert werden. GERM CLEAN kann die Säureproduktion von Streptococcus mutans hemmen, um die Mikroumgebung von Biofilmen zu verändern und eine Demineralisierung des Zahnschmelzes zu verhindern. Darüber hinaus kann GERM CLEAN auch die Remineralisierung von demineralisiertem Zahnschmelz fördern. Daher hat GERM CLEAN weiterhin breite Anwendungsaussichten in der klinischen Praxis bei früher Zahnschmelzkaries.

Innerhalb der Grenzen dieser Studie hat GERM CLEAN das Potenzial, die Remineralisierung von demineralisiertem Zahnschmelz bis zu einem gewissen Grad zu fördern, was eine neue Methode zur Behandlung früher Zahnschmelzkaries darstellen kann.

Die Daten, die die Ergebnisse dieser Studie stützen, sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

Steinberg, S. Zahnkaries verstehen und behandeln: Ein medizinischer Ansatz. Alpha. Omegan. 100, 127–134. https://doi.org/10.1016/j.aodf.2007.07.016 (2007).

Artikel PubMed Google Scholar

Huang, TTY, He, LH, Darendeliler, MA & Swain, MV Nano-Indentation-Charakterisierung natürlicher kariöser White-Spot-Läsionen. Karies. Res. 44, 101–107. https://doi.org/10.1159/000286214 (2010).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

He, LH & Swain, MV Verständnis des mechanischen Verhaltens des menschlichen Zahnschmelzes anhand seiner strukturellen und zusammengesetzten Eigenschaften. J. Mech. Verhalten. Biomed. Mater. 1, 18–29. https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2007.05.001 (2008).

Artikel PubMed Google Scholar

Jandu, J., Dzyuba, N. & Barry, S. Weiße Schmelzläsionen bei Kindern: Berücksichtigung von Karies, chronologischen und angeborenen Ursachen und deren konsequenter Pflege. Br. Delle. J. 230, 523–527. https://doi.org/10.1038/s41415-021-2838-x (2021).

Artikel PubMed Google Scholar

Buzalaf, MAR, Pessan, JP, Honorio, HM & Ten Cate, JM Wirkmechanismen von Fluorid zur Karieskontrolle. Monogr. Oral. Wissenschaft. 22, 97–114. https://doi.org/10.1159/000325151 (2011).

Artikel PubMed Google Scholar

Tomaz, PLS et al. Auswirkungen von 1450 ppm fluoridhaltigen Zahnpasten in Verbindung mit Boostern auf die Remineralisierung des Zahnschmelzes und die Oberflächenrauheit nach kariogener Belastung. EUR. J. Dent. 14, 161–170. https://doi.org/10.1055/s-0040-1705072 (2020).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Mascarenhas, AK Ist Fluoridlack sicher? Validierung der Sicherheit von Fluoridlack. Marmelade. Delle. Assoc. 152, 364–368. https://doi.org/10.1016/j.adaj.2021.01.013 (2021).

Artikel PubMed Google Scholar

Shan, D. et al. Ein Vergleich von Harzinfiltration und Mikroabrasion bei postkieferorthopädischen White-Spot-Läsionen. Bin. J Orthod. Dentofazial. Orthop. 160, 516–522. https://doi.org/10.1016/j.ajodo.2020.04.039 (2021).

Artikel PubMed Google Scholar

Kielbassa, AM, Maier, M., Gieren, AK & Eliav, E. Zahnempfindlichkeit während und nach der lebenswichtigen Zahnaufhellung: Eine systematische Übersicht über ein ungelöstes Problem. Quintessenz. Int. 46, 881–897. https://doi.org/10.3290/j.qi.a34700 (2015).

Artikel PubMed Google Scholar

Wong, FSL & Winter, GB Wirksamkeit der Mikroabrasionstechnik zur Verbesserung der Zahnästhetik. Br. Delle. J. 193, 155–158. https://doi.org/10.1038/sj.bdj.4801511 (2002).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Youssef, A. et al. Verbesserung der Mundgesundheit: eine kurzfristige, randomisierte klinische Split-Mouth-Studie, die die Überlegenheit der Harzinfiltration gegenüber der Remineralisierung von White-Spot-Läsionen aufzeigt. Quintessenz. Int. 51, 696–709. https://doi.org/10.3290/j.qi.a45104 (2020).

Artikel PubMed Google Scholar

Bourouni, S., Dritsas, K., Kloukos, D. & Wierichs, RJ Wirksamkeit der Harzinfiltration zur Maskierung postkieferorthopädischer oder nicht postkieferorthopädischer White-Spot-Läsionen oder Fluorose: Eine systematische Überprüfung und Metaanalyse. Klin. Oral. Investig. 25, 4711–4719. https://doi.org/10.1007/s00784-021-03931-7 (2021).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kielbassa, AM, Ulrich, I., Treven, L. & Mueller, J. Eine aktualisierte Übersicht über die Harzinfiltrationstechnik bei beginnenden proximalen Schmelzläsionen. Med. Entwicklung 16, 3–15. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.36646.37443 (2010).

Artikel Google Scholar

Kielbassa, AM, Mueller, J. & Gernhardt, CR Die Lücke zwischen Mundhygiene und minimalinvasiver Zahnheilkunde schließen: Ein Überblick über die Harzinfiltrationstechnik beginnender (proximaler) Schmelzläsionen. Quintessenz. Int. 40, 663–681 (2009).

PubMed Google Scholar

Mueller, J., Yang, F., Neumann, K. & Kielbassa, AM Dreidimensionale Oberflächentopographieanalyse von Materialien und Endbearbeitungsverfahren nach harziger Infiltration von unterirdischen Rinderschmelzläsionen. Quintessenz. Int. 42, 135–147 (2011).

PubMed Google Scholar

Zakizade, M., Davoudi, A., Akhavan, A. & Shirban, F. Wirkung der Harzinfiltrationstechnik auf die Verbesserung der Oberflächenhärte von Schmelzläsionen: Eine systematische Überprüfung und Metaanalyse. J. Evid. Basierend. Delle. Üben. 20, 101405. https://doi.org/10.1016/j.jebdp.2020.101405 (2020).

Artikel PubMed Google Scholar

Neres, EY et al. Mikrohärte und Rauheit infiltrierter White-Spot-Läsionen, die verschiedenen Herausforderungen ausgesetzt waren. Oper. Delle. 42, 428–435. https://doi.org/10.2341/16-144-L (2017).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Fan, Y., Sun, Z. & Moradian-Oldak, J. Kontrollierte Remineralisierung des Zahnschmelzes in Gegenwart von Amelogenin und Fluorid. Biomaterialien 30, 478–483. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2008.10.019 (2009).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Ding, L. et al. Remineralisierung von Schmelzkaries durch ein von Amelogenin abgeleitetes Peptid und Fluorid in vitro. Regen. Biomaterial. 7, 283–292. https://doi.org/10.1093/rb/rbaa003 (2020).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kind, L. et al. Biomimetische Remineralisierung kariöser Läsionen durch selbstassemblierendes Peptid. J. Dent. Res. 96, 790–797. https://doi.org/10.1177/0022034517698419 (2017).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Wu, D. et al. Mit Hydroxylapatit verankertes Dendrimer zur In-situ-Remineralisierung des menschlichen Zahnschmelzes. Biomaterialien 34, 5036–5047. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2013.03.053 (2013).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Xiong, K. et al. Antimikrobielle Wirkung eines peptidhaltigen neuartigen Mundsprays auf Streptococcus mutans. Biomed. Res. Int. 2020, 6853652. https://doi.org/10.1155/2020/6853652 (2020).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Xiong, K., Chen, Oral. Dis. 28, 829–839. https://doi.org/10.1111/odi.13799 (2021).

Artikel PubMed Google Scholar

Lv, X. et al. Potenzial eines auf Amelogenin basierenden Peptids zur Förderung der Remineralisierung anfänglicher Zahnschmelzkaries. Bogen. Oral. Biol. 60, 1482–1487. https://doi.org/10.1016/j.archoralbio.2015.07.010 (2015).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Wang, X. et al. Bifunktionelle Antikariespeptide mit antibakterieller und remineralisierender Wirkung. Oral. Dis. 25, 488–496. https://doi.org/10.1111/odi.12990 (2019).

Artikel PubMed Google Scholar

Kielbassa, AM, Shohadai, SP & Schulte-Mönting, J. Einfluss von Speichelersatzmitteln auf den Mineralgehalt von demineralisiertem und gesundem Zahnschmelz. Unterstützung. Pflege. Krebs. 9, 40–47. https://doi.org/10.1007/s005200000148 (2001).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Kielbassa, AM, Wrbas, KT, Schulte-Mönting, J. & Hellwig, E. Korrelation von transversaler Mikroradiographie und Mikrohärte bei in situ induzierter Demineralisierung in bestrahltem und nicht bestrahltem menschlichem Zahnschmelz. Bogen. Oral. Biol. 44, 243–251. https://doi.org/10.1016/s0003-9969(98)00123-x (1999).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Lippert, F. & Lynch, RJ Vergleich der Oberflächenmikrohärte von Knoop und Vickers und der transversalen Mikroradiographie zur Untersuchung der Bildung früher Kariesläsionen im menschlichen und Rinderschmelz. Bogen. Oral. Biol. 59, 704–710. https://doi.org/10.1016/j.archoralbio.2014.04.005 (2014).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Spizzirri, PG, Cochrane, NJ, Prawer, S. & Reynolds, EC Eine vergleichende Studie zur Karbonatbestimmung in menschlichen Zähnen mittels Raman-Spektroskopie. Karies. Res. 46, 353–360. https://doi.org/10.1159/000337398 (2012).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Fernando, JR et al. Vergleich kalziumbasierter Technologien zur Remineralisierung von Läsionen unter der Oberfläche des Zahnschmelzes mittels Mikroradiographie und Mikrohärte. Wissenschaft. Rep. 12, 9888. https://doi.org/10.1038/s41598-022-13905-8 (2022).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kielbassa, AM, Shohadai, SP & Schulte-Monting, J. Einfluss von Speichelersatzmitteln auf den Mineralgehalt von demineralisiertem und gesundem Zahnschmelz. Unterstützung. Pflege. Krebs. 9, 40–47. https://doi.org/10.1007/s005200000148 (2001).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Kielbassa, AM, Hellwig, E. & Meyer-Lueckel, H. Auswirkungen der Bestrahlung auf die In-situ-Remineralisierung von menschlichem und bovinem Zahnschmelz, der in vitro demineralisiert wurde. Karies. Res. 40, 130–135. https://doi.org/10.1159/000091059 (2006).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Tschoppe, P., Zandim, DL, Martus, P. & Kielbassa, AM Schmelz- und Dentinremineralisierung durch Nano-Hydroxylapatit-Zahnpasten. J. Dent. 39, 430–437. https://doi.org/10.1016/j.jdent.2011.03.008 (2011).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Kielbassa, AM, Schendera, A. & Schulte-Mönting, J. Mikroradiographische und mikroskopische Studien zu in situ induzierter Anfangskaries in bestrahltem und nicht bestrahltem Zahnschmelz. Karies. Res. 34, 41–47. https://doi.org/10.1159/000016568 (2000).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Zhou, L., Wong, HM, Zhang, YY & Li, QL Aufbau einer antibiotischen und mineralisierenden bioaktiven Zahnoberfläche zum Schutz vor Karies und zur Förderung der Selbstheilung. ACS. Appl. Mater. Schnittstellen. 12, 3021–3031. https://doi.org/10.1021/acsami.9b19745 (2020).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Hsu, CC, Chung, HY, Yang, JM, Shi, W. & Wu, B. Einfluss des 8DSS-Peptids auf das nanomechanische Verhalten des menschlichen Zahnschmelzes. J. Dent. Res. 90, 88–92. https://doi.org/10.1177/0022034510381904 (2011).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Jahromi, MT, Yao, G. & Cerruti, M. Die Bedeutung von Aminosäurewechselwirkungen bei der Kristallisation von Hydroxylapatit. JR Soc. Schnittstelle. 10, 20120906. https://doi.org/10.1098/rsif.2012.0906 (2012).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Niu, JY et al. Antimikrobielle Peptide zur Vorbeugung und Behandlung von Zahnkaries: Eine kurze Übersicht. Bogen. Oral. Biol. 122, 105022. https://doi.org/10.1016/j.archoralbio.2020.105022 (2021).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Ren, Q. et al. Chitosan-Hydrogel mit von Amelogenin abgeleitetem Peptid: Hemmung kariogener Bakterien und Förderung der Remineralisierung anfänglicher Kariesläsionen. Bogen. Oral. Biol. 100, 42–48. https://doi.org/10.1016/j.archoralbio.2019.02.004 (2019).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Basiri, T. et al. Duplizierte oder hybridisierte Peptidfunktionsdomänen fördern die orale Homöostase. J. Dent. Res. 96, 1162–1167. https://doi.org/10.1177/0022034517708552 (2017).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Referenzen herunterladen

Staatliches Schlüssellabor für orale Erkrankungen und Nationales klinisches Forschungszentrum für orale Erkrankungen, Abteilung für konservative Zahnheilkunde und Endodontie, Westchinesisches Krankenhaus für Stomatologie, Sichuan-Universität, Chengdu, 610041, China

Ye Wang, Kaixin Xiong, Xuan Chen, Yaqi Chi und Ling Zou

Staatliches Schlüssellabor für orale Erkrankungen und Nationales klinisches Forschungszentrum für orale Erkrankungen, Abteilung für orale Pathologie, Westchinesisches Krankenhaus für Stomatologie, Sichuan-Universität, Chengdu, China

Qi Han

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WY schloss die Arbeit ab, führte die Datenanalyse durch und verfasste das Manuskript. XKX entwarf die Arbeit und half bei der Vorbereitung der Proben. CX war einer der Mitwirkenden bei der Überarbeitung des Manuskripts. CYQ vorbereitete Abb. 1, 2, 3. Das Hauptquartier hat die Vorbereitung der für die TMR-Untersuchung erforderlichen Proben abgeschlossen. ZL legte die Konzeption vor, entwarf die Arbeit und überarbeitete das Manuskript. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Korrespondenz mit Ling Zou.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Wang, Y., Xiong, K., Chen, X. et al. Die Remineralisierungswirkung von GERM CLEAN auf frühe menschliche Schmelzkariesläsionen in vitro. Sci Rep 13, 4178 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-31405-1

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Eingegangen: 03. Dezember 2022

Angenommen: 11. März 2023

Veröffentlicht: 13. März 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-31405-1

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