Zahnschmelz - Tooth enamel

Zahnschmelz
Labeledmolar.jpg
Beschrifteter Molar
Einzelheiten
Bezeichner
Latein Emaille
Gittergewebe D003743
TA98 A05.1.03.056
TA2 938
FMA 55629
Anatomische Terminologie
Teile eines Zahnes, einschließlich des Zahnschmelzes (Querschnitt).

Zahnschmelz ist eines der vier Hauptgewebe , aus denen der Zahn beim Menschen und vielen anderen Tieren, einschließlich einiger Fischarten, besteht. Es bildet den normalerweise sichtbaren Teil des Zahns und bedeckt die Krone . Die anderen Hauptgewebe sind Dentin , Zement und Zahnpulpa . Es ist eine sehr harte, weiße bis cremefarbene, stark mineralisierte Substanz, die als Barriere zum Schutz des Zahns dient, aber anfällig für Abbau, insbesondere durch Säuren aus Speisen und Getränken, werden kann. Calcium härtet den Zahnschmelz. In seltenen Fällen bildet sich kein Schmelz, so dass das darunter liegende Dentin an der Oberfläche freiliegt.

Merkmale

Zahnschmelz ist die härteste Substanz des menschlichen Körpers und enthält den höchsten Anteil an Mineralien (96%), Wasser und organisches Material bilden den Rest. Das primäre Mineral ist Hydroxyapatit , ein kristallines Calciumphosphat . Zahnschmelz wird auf dem Zahn gebildet, während sich der Zahn im Kieferknochen entwickelt, bevor er in den Mund ausbricht . Sobald der Zahnschmelz vollständig gebildet ist, enthält er keine Blutgefäße oder Nerven und besteht nicht aus Zellen. Die Remineralisierung der Zähne kann Zahnschäden bis zu einem gewissen Grad reparieren, aber darüber hinausgehende Schäden können vom Körper nicht repariert werden. Die Erhaltung und Reparatur des menschlichen Zahnschmelzes ist eines der Hauptanliegen der Zahnheilkunde .

Beim Menschen variiert die Dicke des Schmelzes über die Oberfläche des Zahns, oft am dicksten am Höcker , bis zu 2,5 mm, und am dünnsten an seiner Grenze zum Zement an der Schmelz-Zement-Grenze (CEJ).

Die normale Farbe des Zahnschmelzes variiert von hellgelb bis gräulich (bläulich) weiß. An den Zahnrändern, an denen sich kein Dentin unter dem Schmelz befindet, hat die Farbe manchmal einen leicht blauen oder durchscheinenden Weißton, der an den oberen Schneidezähnen gut erkennbar ist . Da Zahnschmelz halbtransluzent ist , beeinflusst die Farbe des Dentins und des Materials unter dem Zahnschmelz das Erscheinungsbild eines Zahns stark. Der Schmelz an Milchzähnen hat eine opakere kristalline Form und erscheint dadurch weißer als an bleibenden Zähnen.

Der hohe Mineralanteil im Email macht nicht nur seine Festigkeit, sondern auch seine Sprödigkeit aus. Zahnschmelz rangiert auf der Mohs-Härteskala auf Platz 5 (zwischen Stahl und Titan) und hat einen Elastizitätsmodul von 83 GPa. Dentin, weniger mineralisiert und weniger spröde, 3–4 Härte, gleicht den Schmelz aus und ist als Stütze notwendig. Auf Röntgenbildern können die Unterschiede in der Mineralisierung verschiedener Teile des Zahns und des umgebenden Parodonts festgestellt werden; Schmelz erscheint heller als Dentin oder Pulpa, da er dichter als beide und röntgendichter ist .

Schmelz enthält kein Kollagen , wie es in anderen Hartgeweben wie Dentin und Knochen vorkommt , aber es enthält zwei einzigartige Klassen von Proteinen : Amelogenine und Schmelze . Obwohl die Rolle dieser Proteine ​​nicht vollständig verstanden ist, wird angenommen, dass sie bei der Entwicklung des Zahnschmelzes helfen, indem sie unter anderem als Gerüst für die Bildung von Mineralien dienen. Sobald es gereift ist, ist Emaille fast vollständig ohne die weichere organische Substanz. Schmelz ist avaskulär und enthält keine Nervenversorgung und wird nicht erneuert, ist jedoch kein statisches Gewebe, da es Mineralisierungsveränderungen erfahren kann.

Struktur

Labeledandfulltooth.jpg

Die Grundeinheit der Emaille wird Emaillestab genannt . Mit einem Durchmesser von 4–8  μm ist ein Schmelzstab, der früher als Schmelzprisma bezeichnet wird, eine dicht gepackte Masse von Hydroxyapatit- Kristallen in einem organisierten Muster. Im Querschnitt ist es am besten mit einem Schlüsselloch zu vergleichen, bei dem die Oberseite oder der Kopf zur Zahnkrone und der Boden oder Schwanz zur Zahnwurzel ausgerichtet sind.

Die Anordnung der Kristalle innerhalb jedes Emailstabes ist hochkomplex. Sowohl Ameloblasten (die Zellen, die die Schmelzbildung initiieren) als auch Tomes' Prozesse beeinflussen das Muster der Kristalle. Emailkristalle im Kopf des Emaillestabes sind parallel zur Längsachse des Stabes ausgerichtet. Wenn sie sich im Schwanz des Emailstabs befinden, weicht die Orientierung der Kristalle leicht (65 Grad) von der Längsachse ab.

Die Anordnung von Emailstäben wird klarer verstanden als ihr innerer Aufbau. Schmelzstäbchen befinden sich in Reihen entlang des Zahns, und innerhalb jeder Reihe verläuft die Längsachse des Schmelzstäbchens im Allgemeinen senkrecht zum darunter liegenden Dentin. Bei bleibenden Zähnen neigen die Schmelzstäbe in der Nähe der Schmelz-Zement-Grenze (CEJ) leicht zur Zahnwurzel. Das Verständnis der Schmelzorientierung ist in der restaurativen Zahnheilkunde sehr wichtig, da Schmelz, der nicht durch das darunter liegende Dentin gestützt wird, zu Frakturen neigt.

Schmelz und Dentin - Schliff.jpg

Der Bereich um den Emaillestab wird als Zwischenstab Emaille bezeichnet . Interrodenschmelz hat die gleiche Zusammensetzung wie Schmelzstab, jedoch wird zwischen den beiden histologisch unterschieden, da die Kristallorientierung in jedem unterschiedlich ist. Die Grenze , wo die Kristalle von Schmelzstäben und Kristalle von interrod Schmelz aufeinander treffen wird die genannte Stabhülle .

Striae of Retzius sind inkrementelle Linien, die in einem gefärbten Abschnitt des reifen Schmelzes braun erscheinen. Diese Linien bestehen aus Bändern oder Querstreifen auf den Emailstäben, die, wenn sie in Längsschnitten kombiniert werden, die Emailstäbe zu durchqueren scheinen. Diese inkrementellen Linien, die aus Veränderungen des Durchmessers der Tomes-Prozesse gebildet wurden, zeigen das Wachstum von Schmelz, ähnlich den Jahresringen an einem Baum auf quer verlaufenden Schmelzabschnitten. Der genaue Mechanismus, der diese Linien erzeugt, wird noch diskutiert. Einige Forscher vermuten, dass die Linien das Ergebnis des täglichen (zirkadianen) oder 24-Stunden-Stoffwechselrhythmus der Ameloblasten sind, die die Schmelzmatrix produzieren, die aus einer aktiven sekretorischen Arbeitsphase gefolgt von einer inaktiven Ruhephase während der Zahnentwicklung besteht. Somit zeigt jedes Band auf dem Schmelzstab das Arbeits-/Ruhemuster der Ameloblasten, das im Allgemeinen über einen Zeitraum von einer Woche auftritt.

Perikymata, die mit den Striae assoziiert sind, sind flache Furchen, die klinisch auf den nichtkauenden Oberflächen einiger Zähne in der Mundhöhle beobachtet werden. Perikymata gehen normalerweise durch Zahnverschleiß verloren, außer in den geschützten zervikalen Regionen einiger Zähne, insbesondere der bleibenden oberen mittleren Schneidezähne, Eckzähne und ersten Prämolaren, und können als Zahnstein verwechselt werden. Die neonatale Linie ist dunkler als die anderen inkrementellen Linien und ist eine inkrementelle Linie, die den vor und nach der Geburt gebildeten Schmelz trennt. Die neonatale Linie markiert den Stress oder das Trauma, dem die Ameloblasten während der Geburt ausgesetzt waren, was wiederum die Empfindlichkeit der Ameloblasten bei der Bildung einer Schmelzmatrix veranschaulicht. Erwartungsgemäß findet sich die Neugeborenenlinie in allen Milchzähnen und in den größeren Höckern der bleibenden ersten Molaren. Sie enthalten unregelmäßige Strukturen von Schmelzprismen mit ungeordneten Kristallanordnungen, die im Wesentlichen durch die abrupte Biegung der Prismen zur Wurzel hin gebildet werden; normalerweise beugten sich die Prismen allmählich wieder zurück, um ihre vorherige Ausrichtung wiederzuerlangen.

An den Zahnhöckern findet sich knorriger Schmelz . Sein verdrehtes Aussehen ergibt sich aus der Orientierung der Emailstäbe und deren Reihen.

Entwicklung

Histologisches Objektträger mit einem sich entwickelnden Zahn. Der Mund würde sich im oberen Bereich des Bildes befinden.

Die Schmelzbildung ist Teil des Gesamtprozesses der Zahnentwicklung . Unter einem Mikroskop sind im Gewebe eines sich entwickelnden Zahns verschiedene Zellaggregate erkennbar, darunter Strukturen, die als Schmelzorgan , Zahnlamina und Zahnpapille bekannt sind . Die allgemein anerkannten Stadien der Zahnentwicklung sind das Knospenstadium, das Kappenstadium, das Glockenstadium und das Kronen- oder Verkalkungsstadium. Die Schmelzbildung wird zuerst im Kronenstadium beobachtet.

Die Amelogenese oder Schmelzbildung erfolgt nach der ersten Bildung von Dentin über Zellen, die als Ameloblasten bekannt sind. Der menschliche Zahnschmelz bildet sich mit einer Rate von etwa 4 μm pro Tag, beginnend an der zukünftigen Stelle der Höcker, etwa im dritten oder vierten Schwangerschaftsmonat. Wie bei allen menschlichen Prozessen ist die Entstehung von Zahnschmelz komplex, lässt sich aber im Allgemeinen in zwei Phasen unterteilen. Die erste Phase, die als sekretorische Phase bezeichnet wird, umfasst Proteine ​​und eine organische Matrix, die einen teilweise mineralisierten Zahnschmelz bilden. Die zweite Phase, die als Reifungsphase bezeichnet wird, vervollständigt die Schmelzmineralisierung.

Histologischer Objektträger mit Schmelzbildung

In der sekretorischen Stadium werden Ameloblasten kolumnare polarisierter Zellen . Im rauen endoplasmatischen Retikulum dieser Zellen werden Schmelzproteine ​​an die Umgebung abgegeben und tragen zur sogenannten Schmelzmatrix bei, die dann teilweise durch das Enzym alkalische Phosphatase mineralisiert wird . Wenn diese erste Schicht gebildet wird, entfernen sich die Ameloblasten vom Dentin und ermöglichen die Entwicklung von Tomes-Prozessen am apikalen Pol der Zelle. Die Schmelzbildung setzt sich um die angrenzenden Ameloblasten herum fort, was zu einem ummauerten Bereich oder einer Grube führt, die einen Tomes-Prozess beherbergt, und auch um das Ende jedes Tomes-Prozesses herum, was zu einer Ablagerung von Schmelzmatrix innerhalb jeder Grube führt. Die Matrix innerhalb der Grube wird schließlich zu einem Schmelzstab und die Wände werden schließlich zu einem Schmelz zwischen den Stäben. Der einzige Unterscheidungsfaktor zwischen den beiden ist die Orientierung der Calciumphosphatkristalle.

In der Reifungsphase transportieren die Ameloblasten Stoffe, die bei der Schmelzbildung verwendet werden. Histologisch ist der bemerkenswerteste Aspekt dieser Phase, dass diese Zellen gestreift werden oder einen gekräuselten Rand haben. Diese Anzeichen zeigen, dass die Ameloblasten ihre Funktion von der Produktion, wie im sekretorischen Stadium, auf den Transport geändert haben. Proteine, die für den abschließenden Mineralisierungsprozess verwendet werden, machen den größten Teil des transportierten Materials aus. Die bemerkenswerten beteiligten Proteine ​​sind Amelogenine , Ameloblastine , Enameline und Tufteline . Wie diese Proteine ​​in die Schmelzstruktur sezerniert werden, ist noch unbekannt; andere Proteine, wie beispielsweise die Wnt - Signalkomponenten BCL9 und Pygopus , wurden in diesem Prozess beteiligt. Während dieses Prozesses werden Amelogenine und Ameloblastine nach Gebrauch entfernt, so dass Schmelz und Tuftelin im Schmelz zurückbleiben. Am Ende dieser Phase hat der Schmelz seine Mineralisierung abgeschlossen.

Irgendwann bevor der Zahn in den Mund durchbricht, aber nach der Reifungsphase werden die Ameloblasten abgebaut. Folglich hat der Zahnschmelz im Gegensatz zu vielen anderen Geweben des Körpers keine Möglichkeit, sich selbst zu regenerieren. Nach Zerstörung des Zahnschmelzes durch Karies oder Verletzung kann weder der Körper noch ein Zahnarzt das Zahnschmelzgewebe wiederherstellen. Der Schmelz kann durch nicht-pathologische Prozesse weiter beeinflusst werden.

Schmelz wird in Bezug auf die Zahnentwicklung von verschiedenen Strukturen bedeckt:

  • Nasmythenmembran oder Schmelzkutikula, Struktur embryologischen Ursprungs besteht aus Keratin, aus dem das Schmelzorgan entsteht .
  • Erworbenes Häutchen, Struktur, die nach Zahndurchbruch erworben wurde, besteht aus Speiseresten, Zahnstein, Zahnplaque (organischer Film).

Fortschritt der Schmelzbildung bei Milchzähnen

  Menge des bei der Geburt gebildeten Zahnschmelzes  Schmelzmineralisierung abgeschlossen 
Primärer Kieferzahn

Mittlerer Schneidezahn 5/6 1,5 Monate nach der Geburt
Seitlicher Schneidezahn 2/3 2,5 Monate nach der Geburt
Eckzahn 1/3 9 Monate nach der Geburt
1. Molar Höcker vereint; okklusal komplett verkalkt
und 1/2 bis 3/4 Kronenhöhe
6 Monate nach der Geburt
2. Molar Höcker vereint; okklusal unvollständig verkalkt;
kalzifiziertes Gewebe bedeckt 1/5 bis 1⁄4 Kronenhöhe
11 Monate nach der Geburt
Primäre Unterkieferzahn

Mittlerer Schneidezahn 3/5 2,5 Monate nach der Geburt
Seitlicher Schneidezahn 3/5 3 Monate nach der Geburt
Eckzahn 1/3 9 Monate nach der Geburt
1. Molar Höcker vereint; okklusal
komplett verkalkt
5,5 Monate nach der Geburt
2. Molar Höcker vereint; okklusal
unvollständig verkalkt
10 Monate nach der Geburt

Schmelzverlust

Der hohe Mineralgehalt des Zahnschmelzes, der dieses Gewebe zum härtesten im menschlichen Körper macht, führt auch zu einer Demineralisierung in einem Prozess, der oft als Karies auftritt, auch Karies genannt . Eine Demineralisierung tritt aus mehreren Gründen auf, aber die wichtigste Ursache für Karies ist die Aufnahme von fermentierbaren Kohlenhydraten . Karies entstehen, wenn Säuren den Zahnschmelz auflösen: Auch durch Zahnverschleiß und Schmelzfrakturen geht Zahnschmelz verloren .

Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ( s ) + 8H + ( aq ) → 10Ca 2+ ( aq ) + 6HPO 4 2- ( aq ) + 2H 2 O ( l )

Zucker und Säuren aus Bonbons , Erfrischungsgetränken und Fruchtsäften spielen eine bedeutende Rolle bei Karies und folglich bei der Zerstörung des Zahnschmelzes. Der Mund enthält eine große Anzahl und Vielfalt von Bakterien , und wenn Saccharose , der häufigste Zucker, die Mundoberfläche bedeckt, interagieren einige intraorale Bakterien damit und bilden Milchsäure , die den pH-Wert im Mund senkt. Der kritische pH-Wert für Zahnschmelz wird allgemein mit pH 5,5 angenommen. Wenn Säuren vorhanden sind und der kritische pH-Wert erreicht ist, demineralisieren die Hydroxyapatit-Kristalle des Zahnschmelzes, was eine stärkere bakterielle Invasion tiefer in den Zahn ermöglicht. Das wichtigste Bakterium, das an Karies beteiligt ist , ist Streptococcus mutans , aber die Anzahl und Art der Bakterien variiert mit dem Fortschreiten der Zahnzerstörung.

Darüber hinaus schreibt die Zahnmorphologie vor, dass die häufigste Stelle für die Entstehung von Zahnkaries in den tiefen Furchen, Grübchen und Fissuren des Zahnschmelzes liegt. Dies wird erwartet, da diese Stellen mit einer Zahnbürste nicht zu erreichen sind und sich dort Bakterien ansiedeln können. Wenn eine Demineralisierung des Zahnschmelzes auftritt, kann ein Zahnarzt ein scharfes Instrument, wie einen Dental-Explorer , verwenden und an der Stelle der Karies "einen Stock spüren". Da der Schmelz immer weniger mineralisiert wird und das Eindringen von Bakterien nicht verhindern kann, wird auch das darunter liegende Dentin in Mitleidenschaft gezogen. Wenn Dentin, das normalerweise den Zahnschmelz trägt, durch einen physiologischen Zustand oder durch Karies zerstört wird, kann der Zahnschmelz seine Sprödigkeit nicht ausgleichen und bricht leicht vom Zahn ab.

Die Auswirkungen von Bruxismus auf einen Frontzahn, der das Dentin und die Pulpa freilegt, die normalerweise vom Schmelz verdeckt werden

Das Ausmaß, in dem Karies wahrscheinlich ist, bekannt als Kariogenität , hängt von Faktoren wie der Verweildauer des Zuckers im Mund ab. Entgegen der landläufigen Meinung ist nicht die aufgenommene Zuckermenge, sondern die Häufigkeit der Zuckeraufnahme der wichtigste Faktor bei der Entstehung von Karies. Wenn der pH-Wert im Mund durch die Aufnahme von Zucker zunächst absinkt, wird der Zahnschmelz demineralisiert und für etwa 30 Minuten anfällig. Das Essen einer größeren Menge Zucker in einer Sitzung verlängert die Demineralisierungszeit nicht. Ebenso verkürzt der Verzehr einer geringeren Zuckermenge in einer Sitzung die Demineralisierungszeit nicht. Daher ist der Verzehr einer großen Menge Zucker auf einmal am Tag weniger schädlich als eine sehr kleine Menge, die über den Tag verteilt in vielen Intervallen eingenommen wird. In Bezug auf die Mundgesundheit ist es beispielsweise besser, ein einziges Dessert zum Abendessen zu essen, als den ganzen Tag über eine Tüte Süßigkeiten zu essen .

Neben der bakteriellen Invasion ist der Zahnschmelz auch anderen destruktiven Kräften ausgesetzt. Bruxismus , auch bekannt als Zähnepressen oder Zähneknirschen, zerstört den Zahnschmelz sehr schnell. Die Abnutzungsrate des Zahnschmelzes, die als Abrieb bezeichnet wird , beträgt 8 Mikrometer pro Jahr von normalen Faktoren. Ein weit verbreitetes Missverständnis ist, dass sich der Zahnschmelz hauptsächlich beim Kauen abnutzt, sich die Zähne jedoch beim Kauen selten berühren. Ferner wird normaler Zahnkontakt physiologisch durch den kompensierten periodontalen Bänder (PDL) und die Anordnung von Zahn Okklusion . Die wirklich destruktiven Kräfte sind die parafunktionellen Bewegungen, wie sie beim Bruxismus vorkommen und den Zahnschmelz irreversibel schädigen können.

Andere nichtbakterielle Prozesse der Zahnschmelzzerstörung sind Abrieb (mit Fremdkörpern wie Zahnbürsten), Erosion (mit chemischen Prozessen wie das Auflösen durch Erfrischungsgetränke oder Zitronen- und andere Säfte) und möglicherweise Abfraktion (mit Druck- und Zugkräften).

Obwohl Emaille als zäh beschrieben wird, hat es eine ähnliche Sprödigkeit wie Glas , was es im Gegensatz zu anderen natürlichen rissbeständigen Laminatstrukturen wie Muscheln und Perlmutt anfällig für Brüche macht . Trotzdem hält er beim Kauen mehrmals täglich Bisskräfte von bis zu 1.000 N stand. Dieser Widerstand ist teilweise auf die Mikrostruktur des Schmelzes zurückzuführen, die Schmelzbüschel enthält , die solche Frakturen an der Dentin-Schmelz-Grenze stabilisieren. Die Konfiguration des Zahns reduziert auch die Zugspannungen , die beim Beißen Frakturen verursachen.

Die gastroösophageale Refluxkrankheit kann auch zu Zahnschmelzverlust führen, da saurer Reflux in die Speiseröhre und in den Mund gelangt, was am häufigsten während des Nachtschlafs auftritt.

Mundhygiene

Da Zahnschmelz anfällig für Demineralisierung ist, ist die Vorbeugung von Karies der beste Weg, um die Gesundheit der Zähne zu erhalten. In den meisten Ländern werden Zahnbürsten häufig verwendet , wodurch die Anzahl von Zahnbiofilmen und Speiseresten auf dem Zahnschmelz reduziert werden kann. In isolierten Gesellschaften, die keinen Zugang zu Zahnbürsten haben, ist es üblich, dass diese Menschen andere Gegenstände wie beispielsweise Stöcke zum Zähneputzen verwenden. Zwischen zwei benachbarten Zähnen wird Zahnseide verwendet, um die Zahnschmelzoberflächen von Plaque und Speiseresten zu befreien , um das Bakterienwachstum zu verhindern. Obwohl weder Zahnseide noch Zahnbürsten die tiefen Rillen und Grübchen des Zahnschmelzes durchdringen können, können gute allgemeine Mundgesundheitsgewohnheiten normalerweise genug Bakterienwachstum verhindern, um Karies zu verhindern. Die strukturelle Integrität des Zahnschmelzes ist genetisch bedingt, ebenso wie seine Veranlagung zur Demineralisierung oder zum Angriff durch Bakterien.

Remineralisierung

Fluorid katalysiert die Diffusion von Calcium und Phosphat in die Zahnoberfläche, was wiederum die kristallinen Strukturen in einer Zahnhöhle remineralisiert . Die remineralisierten Zahnoberflächen enthalten fluoridiertes Hydroxylapatit und Fluorapatit , die Säureangriffen viel besser widerstehen als der ursprüngliche Zahn. Fluorid - Therapie zu helfen verwendet wird verhindert Karies.

Übliche Zahnschienen gefüllt mit Fluoridschaum

Fluoridionen können als antimikrobielles Mittel die fluoridinduzierten Gene von Bakterien aktivieren, die mit Fluorid-Riboswitches verbunden sind. Die Kombination von Fluoridionen und QAS (quartäre Ammoniumsalze) zeigte eine stärkere antimikrobielle Wirkung auf viele orale Bakterien, die mit Karies in Verbindung gebracht werden, einschließlich S. mutans .

Fluorid-Kontroverse

Trotz der Kritiker der Fluoridierung sind sich die meisten Zahnärzte und -organisationen einig, dass die Aufnahme von Fluorid in öffentliches Wasser eine der effektivsten Methoden zur Verringerung der Prävalenz von Karies war. Fluorid kommt natürlich an vielen Orten vor, beispielsweise im Meer und in anderen Wasserquellen. Die empfohlene Fluoriddosierung im Trinkwasser ist unabhängig von der Lufttemperatur.

Viele Personengruppen haben sich gegen fluoriertes Trinkwasser ausgesprochen , zum Beispiel aus Gründen wie der Neurotoxizität von Fluorid oder den Schäden, die Fluorid als Fluorose anrichten kann . Fluorose ist ein Zustand, der aus einer Überexposition gegenüber Fluorid resultiert, insbesondere im Alter zwischen 6 Monaten und 5 Jahren, und erscheint als gesprenkelter Zahnschmelz. Folglich sehen die Zähne unansehnlich aus, obwohl das Auftreten von Karies bei diesen Zähnen sehr gering ist. Wo Fluorid natürlich in hohen Konzentrationen vorkommt, werden oft Filter verwendet, um die Fluoridmenge im Wasser zu verringern. Aus diesem Grund wurden von Zahnärzten Kodizes entwickelt, um die Menge an Fluorid zu begrenzen, die eine Person einnehmen sollte. Diese Codes werden von der American Dental Association und der American Academy of Pediatric Dentistry unterstützt;

Obwohl topisches Fluorid, das in Zahnpasta und Mundwasser enthalten ist , keine Fluorose verursacht, werden seine Wirkungen heute als wichtiger angesehen als die von systemischem Fluorid, z. B. beim Trinken von fluoriertem Wasser. Systemisches Fluorid wirkt jedoch auch topisch, da der Fluoridspiegel im Speichel auch beim Trinken von fluoridiertem Wasser ansteigt. In letzter Zeit suchen Zahnärzte nach anderen Möglichkeiten, Fluorid (z. B. in Lacken) oder andere mineralisierende Produkte wie amorphes Calciumphosphat in Form von topischen Verfahren, die entweder von Fachleuten durchgeführt oder selbst verabreicht werden, der Öffentlichkeit zu präsentieren. Die Mineralisierung der beginnenden Läsion anstelle einer späteren Restauration ist ein vorrangiges Ziel der meisten Zahnärzte.

Nachwachsen

Britische Wissenschaftler der Bristol University und des Leeds Dental Institute haben Gele entwickelt, die verfallenen oder beschädigten Zahnschmelz regenerieren können. Auf den Zahn wird ein Peptid-Hydrogel aufgetragen. Dieser bildet ein Proteingerüst, auf dem sich neues schmelzbildendes Calcium aus dem Speichel ablagert. Die Wissenschaftler behaupten, "hochsignifikante" Reparaturgrade gesehen zu haben, bei denen die Anzeichen von Karies Monate nach einer einzigen Anwendung der Verbindung rückgängig gemacht wurden.

Forscher der University of Southern California haben ein Amelogenin-Chitosan-Peptid-Hydrogel entwickelt, das Kalzium- und Phosphormineralionen aus dem Speichel einfängt und eine stark orientierte schmelzähnliche Schicht bildet, die bis zu 80% der Härte von normalem Zahnschmelz wiederherstellt.

Im Jahr 2019 fanden chinesische Wissenschaftler , dass das Mischen Calcium und Phosphationen mit Triethylamin in einer Alkohollösung Ursachen Emaille mit der gleichen Struktur wie die Zähne (a wachsen biomimetischen Remineralisation).

Zahnärztliche Verfahren

Ein Röntgenbild zeigt Schmelz und Dentin ersetzt durch eine Amalgamrestauration

Zahnersatz

Bei den meisten Zahnrestaurationen wird der Zahnschmelz entfernt. Häufig besteht der Zweck der Entfernung darin, Zugang zu den zugrunde liegenden Karies im Dentin oder Entzündungen in der Pulpa zu erhalten . Dies ist typischerweise bei Amalgam- Restaurationen und endodontischen Behandlungen der Fall .

Trotzdem kann Schmelz manchmal entfernt werden, bevor Karies vorhanden ist. Das bekannteste Beispiel ist die Zahnversiegelung . In der Vergangenheit wurde beim Auftragen von Zahnversiegelungen Schmelz in den tiefen Fissuren und Rillen eines Zahns entfernt und anschließend durch ein restauratives Material ersetzt. Derzeit ist es üblicher, nur zerfallenen Zahnschmelz zu entfernen, falls vorhanden. Trotzdem gibt es immer noch Fälle, in denen tiefe Fissuren und Rillen im Schmelz entfernt werden, um Karies zu verhindern, und je nach Situation eine Versiegelung aufgetragen werden kann oder nicht. Versiegelungen sind insofern einzigartig, als sie vorbeugende Restaurationen zum Schutz vor zukünftigem Karies sind und das Kariesrisiko nachweislich über 7 Jahre um 55 % reduzieren.

Ästhetik ist ein weiterer Grund für die Entfernung von Zahnschmelz. Das Entfernen von Zahnschmelz ist beim Einsetzen von Kronen und Veneers erforderlich , um das Aussehen der Zähne zu verbessern. In beiden Fällen ist dieser Teil des Schmelzes anfälliger für Frakturen, wenn er nicht durch darunterliegendes Dentin gestützt wird.

Säureätztechniken

Das 1955 erfundene Säureätzen verwendet Zahnätzmittel und wird häufig verwendet, wenn Zahnrestaurationen an Zähnen befestigt werden. Dies ist wichtig für die langfristige Verwendung einiger Materialien, wie z. B. Verbundwerkstoffe und Dichtstoffe . Durch das Auflösen von Mineralien im Schmelz entfernen Ätzmittel die äußeren 10 Mikrometer auf der Schmelzoberfläche und erzeugen eine poröse Schicht mit einer Tiefe von 5–50 Mikrometern. Dadurch wird der Zahnschmelz mikroskopisch aufgerauht und eine größere Oberfläche zum Verkleben entsteht.

Die Auswirkungen des Säureätzens auf den Schmelz können variieren. Wichtige Variablen sind die Anwendungsdauer des Ätzmittels, die Art des verwendeten Ätzmittels und der aktuelle Zustand des Schmelzes.

Es gibt drei Arten von Mustern, die durch Säureätzen gebildet werden. Typ 1 ist ein Muster, bei dem überwiegend die Emaillestäbe aufgelöst sind; Typ 2 ist ein Muster, bei dem überwiegend der Bereich um die Emaillestäbe aufgelöst wird; und Typ 3 ist ein Muster, bei dem keine Spuren von Emaille-Stäbchen mehr vorhanden sind. Abgesehen davon, dass Typ 1 das günstigste und Typ 3 das ungünstigste ist, ist die Erklärung für diese unterschiedlichen Muster nicht sicher bekannt, wird aber am häufigsten auf unterschiedliche Kristallorientierungen im Schmelz zurückgeführt.

Zahnaufhellung

Die Verfärbung der Zähne im Laufe der Zeit kann durch den Kontakt mit Substanzen wie Tabak , Kaffee und Tee entstehen . Die Verfärbung erfolgt im interprismatischen Bereich innen am Schmelz, wodurch der Zahn insgesamt dunkler oder gelber erscheint. Im perfekten Zustand ist Zahnschmelz farblos, reflektiert aber mit seinen Verfärbungen die darunterliegende Zahnsubstanz, da die Lichtreflexionseigenschaften des Zahns gering sind.

Zahnaufhellungs- oder Zahnbleichverfahren versuchen, die Farbe eines Zahns auf zwei Arten aufzuhellen: durch chemische oder mechanische Einwirkung. Chemisch wirkend wird ein Bleichmittel verwendet, um eine Oxidationsreaktion in Schmelz und Dentin durchzuführen . Die am häufigsten verwendeten Mittel, um die Zahnfarbe intrinsisch zu verändern, sind Wasserstoffperoxid und Carbamidperoxid . Sauerstoffradikale aus dem Peroxid in den Bleichmitteln kommen in Kontakt mit den Flecken in den Zwischenprismenräumen innerhalb der Schmelzschicht. In diesem Fall werden Flecken gebleicht und die Zähne erscheinen jetzt heller. Zähne erscheinen nicht nur weißer, sondern reflektieren auch das Licht verstärkt, wodurch die Zähne auch heller erscheinen. Studien zeigen, dass die Aufhellung keine Veränderungen der Ultrastruktur oder Mikrohärte im Zahngewebe hervorruft.

Studien zeigen, dass Patienten, die ihre Zähne aufgehellt haben, sich besser um sie kümmern. Ein Zahnaufhellungsprodukt mit einem insgesamt niedrigen pH-Wert kann jedoch den Zahnschmelz dem Risiko von Karies oder Zerstörung durch Demineralisierung aussetzen. Folglich sollte bei der Auswahl eines Produkts, das sehr sauer ist, Vorsicht geboten und das Risiko bewertet werden. Zahnaufheller in Zahnpasten wirken durch eine mechanische Wirkung. Sie haben milde Schleifmittel, die bei der Entfernung von Flecken auf dem Zahnschmelz helfen. Obwohl dies eine effektive Methode sein kann, verändert sie die Eigenfarbe der Zähne nicht. Mikroabrasionstechniken verwenden beide Methoden. Mit einer Säure wird zunächst die äußere 22–27 Mikrometer Emaille geschwächt, um sie für die nachfolgende Schleifkraft ausreichend zu schwächen. Dadurch können oberflächliche Verfärbungen im Schmelz entfernt werden. Liegt die Verfärbung tiefer oder im Dentin, ist diese Methode der Zahnaufhellung nicht erfolgreich.

Verwandte Pathologie

Irreversible Schmelzdefekte durch eine unbehandelte Zöliakie. Sie können der einzige Hinweis auf die Diagnose sein, auch wenn keine gastrointestinalen Symptome vorliegen, werden jedoch oft mit Fluorose, Tetracyclin- Verfärbung oder anderen Ursachen verwechselt . Die National Institutes of Health schließen eine zahnärztliche Untersuchung in das Diagnoseprotokoll der Zöliakie ein .

Es gibt 14 verschiedene Arten von Amelogenesis imperfecta . Der am häufigsten vorkommende Hypokalzifizierungstyp ist eine autosomal-dominante Erkrankung, die zu einem nicht vollständig mineralisierten Schmelz führt. Folglich blättert Schmelz leicht von den Zähnen ab, die aufgrund des freigelegten Dentins gelb erscheinen. Der hypoplastische Typ ist X-chromosomal und führt zu normalem Schmelz, der in zu geringer Menge auftritt und die gleiche Wirkung wie der häufigste Typ hat.

Chronische Bilirubin- Enzephalopathie , die aus Erythroblastosis fetalis resultieren kann , ist eine Krankheit, die zahlreiche Auswirkungen auf ein Kind hat , aber auch Schmelzhypoplasie und grüne Färbung des Schmelzes verursachen kann.

Schmelzhypoplasie wird allgemein so definiert, dass sie alle Abweichungen vom normalen Schmelz in seinen verschiedenen Abwesenheitsgraden umfasst. Der fehlende Schmelz kann lokalisiert sein und eine kleine Grube bilden, oder er kann vollständig fehlen.

Erythropoetische Porphyrie ist eine genetisch bedingte Erkrankung, die zur Ablagerung von Porphyrinen im ganzen Körper führt. Diese Ablagerungen treten auch im Schmelz auf und hinterlassen ein Erscheinungsbild, das als rot und fluoreszierend beschrieben wird.

Fluorose führt zu gesprenkeltem Schmelz und entsteht durch eine Überexposition gegenüber Fluorid.

Die Tetracyclin- Färbung führt zu braunen Streifen in den Bereichen des sich entwickelnden Zahnschmelzes. Kinder bis zum Alter von 8 Jahren können durch die Einnahme von Tetracyclin gesprenkelten Zahnschmelz entwickeln. Daher ist Tetracyclin bei schwangeren Frauen kontraindiziert .

Zöliakie , eine Erkrankung, die durch eine Autoimmunreaktion auf Gluten gekennzeichnet ist , führt ebenfalls häufig zu einer Demineralisierung des Zahnschmelzes.

Andere Säugetiere

Die Forschung hat größtenteils gezeigt, dass die Bildung von Zahnschmelz bei Tieren fast identisch mit der Bildung beim Menschen ist. Das Schmelzorgan, einschließlich der Zahnpapille, und Ameloblasten funktionieren ähnlich. Die vorhandenen Schmelzvariationen sind selten, aber manchmal wichtig. Es gibt sicherlich Unterschiede in der Morphologie, Anzahl und Art der Zähne bei Tieren.

Zähne eines Rottweilers

Aufgrund des hohen pH-Werts des Hundespeichels, der die Bildung eines sauren Milieus und die anschließende Demineralisierung des Zahnschmelzes verhindert, ist die Wahrscheinlichkeit, dass Hunde Karies haben, geringer als beim Menschen . Für den Fall, dass Karies (normalerweise durch ein Trauma) auftritt, können Hunde wie Menschen Zahnfüllungen erhalten. Ähnlich wie menschliche Zähne ist der Zahnschmelz von Hunden anfällig für Tetracyclin- Färbung. Folglich muss dieses Risiko berücksichtigt werden, wenn eine Tetracyclin-Antibiotikatherapie an junge Hunde verabreicht wird. Schmelzhypoplasie kann auch bei Hunden auftreten.

Die Mineralverteilung im Zahnschmelz von Nagetieren unterscheidet sich von der von Affen, Hunden, Schweinen und Menschen. Bei Pferdezähnen sind die Schmelz- und Dentinschichten miteinander verflochten, was die Festigkeit und Verschleißfestigkeit dieser Zähne erhöht.

Andere Organismen

Zahnschmelz kommt in den dermalen Zähnchen von Haien vor . Schmelzähnliche Substanzen bedecken auch die Kiefer einiger Krebstiere. Emaille bedeckt einige Fischschuppen.

Mechanische Eigenschaften

Aufgrund der einzigartigen Struktur des Emails sind die mechanischen Eigenschaften sehr interessant. Zahnschmelz ist das härteste Material des Körpers und gehört zu den langlebigsten, tragenden biologischen Materialien. Es hat sich gezeigt, dass es eine dreimal höhere Bruchzähigkeit hat als geologisches Hydroxyapatit , das Hauptkristall in Emaille.

Bestehend aus Stäbchen- und Zwischenstabbereichen innerhalb der Mikrostruktur des Schmelzes, variieren die mechanischen Eigenschaften des Schmelzes je nach Lage innerhalb der Mikrostruktur. Die Stab- und Zwischenstabstruktur verursacht Anisotropie im Email, da beide Komponenten unterschiedliche mechanische Eigenschaften haben. Der Zahnschmelz hat im Vergleich zu den Stabstrukturen eine um 53 % bzw. 74 % verringerte Härte und einen geringeren Elastizitätsmodul . Dies führt zu einer zusammengesetzten wie hierarchischen Struktur des Zahnschmelzes. Die Härte und Steifigkeit parallel zur Stangenachse führt zu einer hohen Härte und einem hohen Modul mit Modulwerten von 85-90 GPa und Härtewerten von 3,4-3,9 GPa. Die Härte und der Modul in der Richtung senkrecht zu den Stangenrichtungen sind niedrigere Werte, die einen Elastizitätsmodul zwischen 70-77 GPa und einen Härtewert von 3,0-3,5 GPa aufweisen. Die Anisotropie zwischen den beiden Richtungen kann bis zu 30% betragen. Dies liegt zum Teil an der Struktur des Materials und der Ausrichtung der Stäbe in c-Richtung. Die Struktur des Zahnschmelzes ist auch Verbund in der Natur zwischen dem interrod und Stäben , die auch Anisotropie führt. Anisotrop ist auch einkristallines Hydroxyapatit, auf dem das Kristallemaille basiert. Einkristalliner Hydroxyapatit hat eine höhere Härte und einen höheren Elastizitätsmodul, was auf die im Email vorhandenen Defekte, wie Substitutionsionen sowie das Vorhandensein von organischen Materialien zurückzuführen sein kann.

Die mechanischen Eigenschaften von Email sind nicht nur aufgrund der Struktur der Stäbe und Zwischenstäbe anisotrop. Sie variieren auch über die Länge des Schmelzes vom Schmelz an der Oberfläche des Zahns, dem äußeren Schmelz, bis zur Verbindung zwischen Dentin und Schmelz, DEJ. Der Elastizitätsmodul steigt mit zunehmendem Abstand zwischen der Dentin-Schmelz-Grenze (DEJ) innerhalb des Schmelzes. Die Bruchzähigkeit ist ebenfalls anisotrop. Die Bruchzähigkeit kann durch die Orientierung der Stäbe bis zu einem Faktor von drei variieren. Auch im Schmelz dringen Risse nicht so leicht in das Dentin ein, was zu einer höheren Bruchzähigkeit führen kann. Insgesamt ist Schmelz aufgrund seiner Mikrostruktur ein stark anisotropes Material, das zu Eigenschaften führt, die für die effektive Nutzung unserer Zähne erforderlich sind.

Siehe auch

Verweise

Literaturverzeichnis

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