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MTA, bioaktive Sealer – Bewertungen und Perspektiven aus Wissenschaft und Praxis


Dr. Anna-Louisa Holzner

Der Einsatz von bioaktiven Materialien bietet vor allem in der Endodontie Vorteile, weil sie nicht nur biokompatibel sind, sondern darüber hinaus die umliegenden Gewebe positiv beeinflussen. Dr. Anna Louisa Holzner stellt in ihrem Beitrag für die Quintessenz Zahnmedizin einen Überblick über die derzeit verfügbaren bioaktiven Materialien, ihre Wirkung und ihren Einsatz in der Endodontie vor.

Der Kontakt zu Gewebe ist in der Endodontie häufiger und für den Erfolg der Behandlungsmaßnahme kritischer als in anderen zahnmedizinischen Bereichen. Als Hauptnachteil bioaktiver Materialien muss der nach wie vor sehr hohe Preis genannt werden. Das Problem möglicher Zahnverfärbungen tritt nicht bei allen Materialien auf und lässt sich somit durch eine geeignete Auswahl vermeiden. Da bioaktive Sealer noch nicht so lange wie bioaktive Zemente verfügbar sind, liegen für Letztere wesentlich mehr klinische Daten vor. So konnte zum Beispiel die Erfolgsquote von direkten Überkappungen mit MTA gesteigert werden. Aber auch zu bioaktiven Wurzelkanalsealern existieren erste positive klinische Studien. Insgesamt gesehen sind bioaktive Materialien in der Endodontie sehr vorteilhaft und werden sicherlich in Zukunft noch weitere Verbreitung finden.

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Der Begriff „bioaktiv“ klingt fast so, als sei er der Feder einer Werbefachkraft entsprungen, sind doch beide Teile des Wortes außerordentlich positiv belegt. Tatsächlich gibt es aber um diesen Begriff schon Diskussionen. Es wird zum Teil vorgeschlagen, die betreffenden Materialien als „Biokeramiken“ oder „hydraulische Zemente“ zu bezeichnen7. Allerdings ist der Begriff des bioaktiven Materials durchaus treffend, bezeichnet er doch die wesentlich mit dieser Materialgruppe verbundenen Erwartungen: Anders als zum Beispiel bei Füllungsmaterialien, bei denen es ausreicht, wenn sie nicht allzu toxisch, das heißt „biokompatibel“ sind, wird von den „bioaktiven“ Materialien darüber hinaus ein positiver Effekt auf die umliegenden Gewebe wie zum Beispiel die Induktion des Wachstums von Knochen erwartet4. Sind wir in der Endodontie also schon so weit, dass wir nach der Epoche der Bakterienvergiftung (durch Formaldehyd oder andere Zusätze) und der Phase der verträglichen Materialien in die Ära der schönen neuen Biomaterialien übergehen? Was können diese Materialien heute bereits leisten?

Begriffsdefinition

Der Begriff der Bioaktivität beschreibt den positiven Effekt eines Medikaments oder Materials auf lebendes Gewebe. Hierbei lässt sich eine Interaktion zwischen dem untersuchten Material und den Zellen des menschlichen Körpers nachweisen. Auch eine vorteilhafte Wirkung auf Zellen ist beschrieben – häufig induziert das bioaktive Material eine Hartgewebsbildung4. Darüber hinaus zeichnen sich bioaktive Materialien durch das Freisetzen von Calciumionen aus10. Ferner ist die Bildung von Apatitkristallen beziehungsweise einer Grenzschicht zwischen Dentin und Zement bekannt10,12. Die auch Calciumsilikatzemente genannten bioaktiven Materialien ermöglichen in der endodontischen Behandlung die Reparatur von geschädigtem Pulpagewebe und die Bildung von Hartgewebe. In der regenerativen Endodontie finden bioaktive Zemente ebenfalls Verwendung5. Hierbei handelt es sich aber um ein ganz eigenes Thema, das höchst komplex, stark im Wandel und in der Praxis bisher auf Einzelfälle beschränkt ist, weshalb es in diesem Beitrag ausgespart bleiben soll.

Entwicklung bioaktiver endodontischer Materialien

Das erste bioaktive endodontische Material, Mineral­tri­oxidaggregat (MTA), wurde schon 1990 von Tora­binejad et al.10 eingeführt. Grundlage ist Portlandzement, der auf ein Patent aus dem Jahr 1824 zurückgeht, welches eine Mischung von Kalkstein und kalkhaltigen Silikaten beschrieb13. MTA unterscheidet sich von Portlandzement in der Partikelgröße und dem Zusatz von Röntgenkontrastmitteln, meist Bismutoxid. Die Basis beider Materialien ist Tricalciumsilikat, das nach der Anmischung mit Wasser zu einer zementartigen ­Masse aushärtet.

Seit der Einführung von MTA sind seine positiven Eigenschaften bekannt: gute Abdichtung aufgrund einer leichten Expansion, Abbindung in Gegenwart von Feuchtigkeit oder sogar Blut und sehr gute Biokom­patibilität. Wegen dieser vielen Vorteile wurden die Nachteile, nämlich neben dem hohen Preis die schwierige Handhabung, gerne in Kauf genommen. Der nicht einfache Umgang mit dem Material war aber auch die Triebfeder für zahlreiche Weiterentwicklungen, die nachfolgend beschrieben werden.

Vom Portlandzement zum grauen MTA

Beim Kauf von MTA fällt sofort die enorme potenzielle Gewinnspanne für den Hersteller ins Auge: 25 kg Portlandzement sind momentan im Baumarkt für ca. 3 bis 4 Euro zu haben, während 1 g MTA des ersten Herstellers Dentsply ca. 66 Euro kostet, was einem Verhältnis von mehr als 1:1.000.000 entspricht. Man kann allerdings nicht einfach auf den Bau-Portlandzement zurückgreifen. Die Diskrepanzen im Abbindeverhalten aufgrund der unterschiedlichen Korngröße13 sowie die dadurch bedingten abweichenden mechanischen Eigenschaften (MTA ist wesentlich fester) könnten noch in Kauf genommen werden, da MTA zum Beispiel im Vergleich zu Glasionomerzement ohnehin mechanisch instabiler ist und deshalb nur in mechanisch nicht beanspruchten Bereichen zum Einsatz kommen darf. Das Problem beim Portlandzement besteht vor allem darin, dass er keine genau definierte Zusammensetzung hat und daher unerwünschte Beimischungen18 wie etwa Chrom, Arsen und Blei enthalten kann. Des Weiteren könnte die unkontrollierte Abbindeexpansion im Zahn zu Schwierigkeiten führen13.


Tab. 1 Übersicht über bioaktive Zemente (ähnlich MTA) verschiedener Hersteller

Es verwundert, dass es so lange gedauert hat, bis auch andere Hersteller die klassischen MTA-Varietäten auf den Markt gebracht haben. MTA Angelus ist zwar schon seit ca. 20 Jahren erhältlich, aber weitere Unternehmen (Tab. 1) haben erst in den vergangenen Jahren nachgezogen. Der medizinische Portlandzement der Firma Medcem, der kein Röntgenkontrastmittel enthält, geht auf eine Aktion Schweizer Kinderzahnärzte zurück, die mit den hohen Kosten von MTA für die Pulpotomiebehandlung unzufrieden waren und deshalb das Produkt speziell für diesen Zweck entwickelt haben (Tab. 1). Medcem ist als Medcem MTA inzwischen auch mit einem Röntgenkontrastmittel für alle klassischen MTA-Indikationen erhältlich.

Vom grauen zum weißen MTA

Die Entwicklung des weißen MTA erfolgte, als neben der ersten, klassischen Anwendung im Rahmen der Wurzelspitzenresektion (bei der die Farbe des Materials keine große Rolle spielt) weitere Indikationsbereiche erschlossen wurden. Sobald das graue MTA im klinisch sichtbaren Bereich wie zum Beispiel bei der Perforationsdeckung oder der direkten Überkappung im Frontzahngebiet eingesetzt wird, führt es unmittelbar zu einer unschönen Verfärbung des Zahns. Das war der Anstoß für die Weiterentwicklung zum weißen MTA, bei dem das farbgebende Eisenoxid stark reduziert wurde20. Weißes MTA hat zwar nicht sofort eine deutlich sichtbare Verfärbung zur Folge, tendiert aber trotzdem über längere Zeit zu einer ungünstigen ästhetischen Entwicklung8. Hierfür sind zwei Effekte verantwortlich: die mögliche Instabilität des als Röntgenkontrastmittel zugemischten Bismutoxids, das sich in metallisches Bismut umwandeln kann, und die Tendenz, sich bei Kontamination mit Blut (was in den Anwendungen in unmittelbarer Nähe von lebendem Gewebe oftmals nicht zu vermeiden ist) über längere Zeit hinweg abzudunkeln8. Trotzdem ist das weiße MTA dem grauen hinsichtlich der ästhetischen Resultate überlegen.

Synthetische MTA-Zemente

In Anbetracht des hohen Preises für das Präparat lohnt sich neben der Gewinnung aus Portlandzement auch die Herstellung eines entsprechenden Materials aus dem Chemiebaukasten. Vorteilhaft bei diesem Vorgehen ist, dass keine unerwünschten Komponenten entfernt werden müssen und die Materialeigenschaften sich durch die definierte und steuerbare Zusammensetzung genauer einstellen lassen16. Einige der neuen MTA-Hersteller haben diesen Weg bereits beim klassischen MTA beschritten. Es können aber auch gezielte Modifikationen bewirkt werden, wie etwa bei Bio MTA+ (Tabelle 1) mit der Beimischung von Hydroxylapatit oder bei der Entwicklung von Biodentine, das neben den klassischen MTA-Anwendungen auch als eine Art Den­tinersatz geeignet sein soll. Dies würde die Abdeckung des MTA (zum Beispiel mit Glasionomerzement) zur unmittelbaren Weiterbehandlung ersparen. MTA und Biodentine unterscheiden sich zwar mechanisch nicht wesentlich, die Festigkeitswerte werden bei Biodentine aber schneller erreicht16. Einige der synthetischen MTA-Präparate haben auch den Vorteil, dass sie auf Bismutoxid verzichten und daher kein so großes Potenzial für Verfärbungen bieten (zum Beispiel Medcem MTA und Biodentine).

Vom apikalen Plug zum bioaktiven Sealer

Im Rahmen der Wurzelkanalfüllung wurde schon vor längerer Zeit in Einzelfällen MTA eingesetzt, zum Beispiel bei einem geraden, groß aufbereiteten Wurzelkanal mit offenem Apex17. Hier lässt sich der Kanal zur Anwendung eines herkömmlichen Sealers oft nicht ausreichend gut trocknen. Da MTA auch in feuchtem Milieu abbindet, ist es für diese Situation gut geeignet. Nach dem Abfüllen der apikalen Millimeter in Form eines „apical plug“ (siehe unten Fallbeispiel 2) stehen bei dem koronalen Rest des Kanals alle Optionen offen (Guttaper­cha, Faserstifte etc.). Der Wunsch, die vielen positiven Eigenschaften von MTA auch in kleinen, gekrümmten Wurzelkanälen zur Verfügung zu haben, führte zur Entwicklung der bioaktiven Sealer.

Grundsätzlich ist es nicht so, dass man nur zwei Komponenten zusammenmischen muss, um dann das Beste aus beiden Welten zu bekommen. Das ließ sich bereits bei den verschiedenen Darreichungsformen von Calciumhydroxidpräparaten beobachten. Hier wurden Mischungen mit Komposit, Ölen und anderen Materialien ausprobiert, um die schlechten Handhabungseigenschaften des klassischen Calcium­hydroxids zu umgehen. Von allen untersuchten Kombinationen wies aber lediglich Calciumsalicylat die klinisch erforderliche alkalisierende Wirkung auf. Ähnliches kann auch bereits aus dem Bereich der MTA-Mischungen berichtet werden: TheraCal LC (Bisco Dental Products) besteht aus einer lichtpolymerisierbaren Kunststoffkomponente sowie Portlandzement und ist für die direkte Überkappung gedacht. Zwar gestaltet sich die Anwendung sehr praktisch, da durch die Lichthärtung Zeit gespart werden kann, jedoch ist neben der Schrumpfung des Komposits auch die Auswaschung der gewebetoxischen Monomere klinisch ein Problem4. Die günstige bioaktive Wirkung wird durch die Toxizität also konterkariert.

Positiver, aber immer noch etwas kontrovers wird MTA-Fillapex diskutiert. Dieser Sealer auf MTA-Basis beruht auf einer Abbindereaktion von Salicylat mit Calciumhydroxid, was bereits bei anderen Sealern wie Sealapex (Kerr Endodontics) oder Apexit (Ivoclar Vivadent) genutzt wird. Durch die Verwendung von MTA statt Calciumhydroxid lässt sich die starke Löslichkeit der Calciumsalicylatsealer anscheinend umgehen11. Die Abdichtung ist aufgrund der leichten Expansion des Materials gut. Allerdings wurde in einzelnen Studien eine gewisse Toxizität von MTA-Fillapex festgestellt15.

Bezüglich der Toxizität und Bioverträglichkeit sind Silikonsealer sehr positiv zu bewerten. Der neuesten Version des Silikonsealers GuttaFlow wurde bioaktives Glas beigemischt und so eine Bioaktivität erzielt6. Die restlichen Eigenschaften wie gutes Abdichtungsvermögen aufgrund der leichten Expansion sowie gute Revidierbarkeit, Dimensionsstabilität und Gewebeverträglichkeit wurden durch die Weiterentwicklung nicht beeinträchtigt6,15.


Tab. 2 Übersicht über bioaktive Sealer verschiedener Hersteller (k. A. = keine Angaben)

Bei einigen der neuen Wurzelkanalsealer auf MTA- bzw. Tricalciumsilikatbasis ist der Abbindemechanismus zum Teil noch nicht genau bekannt, weshalb sie keiner bestimmten Materialgruppe zugeordnet werden können (Tab. 2). Die Anwendung zusammen mit Heißfülltechniken wird nicht befürwortet, ist allerdings auch keine Notwendigkeit, weil das Abdichtvermögen aller entsprechenden Sealer auch in dickeren Materialschichten gegeben ist. Es sollte aber darauf geachtet werden, dass zumindest der Guttapercha-Hauptstift komplett bis zur Arbeitslänge vorgeschoben wird, da in Bereichen ohne Guttaperchastift eine Revision aufgrund der teilweise hohen Endhärte der Materialien eventuell nicht mehr möglich ist3,19.

Ein weiterer Kritikpunkt besteht darin, dass die Bio­aktivität die Freisetzung von Komponenten wie beispielsweise Calciumionen erfordert. Dies führte in einigen Untersuchungen zu einer Löslichkeit, welche die entsprechenden Normen für Sealer (< 3 Prozent) teilweise weit überschritt11. Es muss sich zeigen, ob dies in der klinischen Anwendung tatsächlich langfristig ein Problem ist. Beschrieben wird nämlich auch, dass sich auf den Materialien zum Beispiel Hydroxylapatit anlagern kann12, was eventuell die Löslichkeit kompensieren könnte.

Die Handhabungseigenschaften der Sealer sind meist sehr angenehm. Sie weisen eine gute Kon­sistenz auf und bereiten beim Anmischen keine Probleme. Im Fall von Neo MTA Plus ist die gewünschte Konsistenz (Sealer oder Zement) nach Angaben des Herstellers variabel wählbar und kann über das Pulver-Flüssigkeits-Verhältnis gesteuert werden. Eine Sealervariante, die als IRoot SP (IBC), Endosequence BC (Fa. Brasseler USA, Savannah, USA) bzw. TotalFill BC vermarktet wird, muss – wie Endoseal MTA – sogar nicht einmal angemischt, sondern nur in den Wurzelkanal eingebracht werden, wo sie unter Flüssigkeitszutritt von selbst aushärtet. Ein entsprechendes festeres Material für die klassischen MTA-Indikationen ist ebenfalls erhältlich (z. B. EndoSequence Root Repair Material, Fa. Brasseler USA).

Klinische Erfahrungen mit MTA-Materialien

Ist einmal die Hürde der schwierigen Verarbeitung überwunden und die Restauration korrekt platziert, verhalten sich MTA-Materialien klinisch sehr positiv. Aus Histologie und Tierversuchen ist die sehr gute Gewebeverträglichkeit bekannt, die zum Beispiel ein direktes Aufwachsen von Knochen auf das Material erlaubt17. Auch klinische Langzeitstudien gibt es für bestimmte Bereiche. So ist bekannt, dass bei direkten Überkappungen mittels MTA eine höhere Erfolgsquote als mit den herkömmlichen Calciumhydroxidpräparaten erzielt wird9. Für den „apical plug“ zeigte eine klinische Studie, dass eine einzeitige Apexifikation mit MTA und die anschließende Versorgung des Zahns mittels Faser­stift eine langfristig erfolgreiche Behandlung darstellt14. Auch für die klassische Anwendung bei der Wurzelspitzenresektion und der Perforationsdeckung liegen sehr positive Studien vor17. Im Bereich der Sealer existiert bisher nur eine retrospektive klinische Studie zu Endosequence BC2. Diese Materialgruppe ist allerdings noch nicht lange genug auf dem Markt.

Anwendungsgebiete und Ausblick

Die Anwendung der von MTA abgeleiteten Materialien erstreckt sich auf alle Bereiche, bei denen keine große mechanische Belastung vorliegt und die gute Bioverträglichkeit in Kontakt mit vitalem Gewebe im Vordergrund steht. Dies sind also die klassische Wurzelkanalfüllung im Fall der Sealer und die direkte Überkappung, die Vitalamputation, die Apexifikation, die Perforationsdeckung und die retrograde Wurzel­kanalfüllung im Fall der Zemente1,10,17.

Kommen wir auf die eingangs gestellte Frage zurück: Was können die bioaktiven Materialien heute bereits leisten? Sie sind schon jetzt die besten verfügbaren Materialien für die oben genannten Anwendungen. Bei den bioaktiven Sealern ist noch abzuwarten, ob sie sich statt der Epoxidharzsealer als „Goldstandard“ etablieren können. Ob weitere Einsatzgebiete erschlossen werden, hängt vor allem von dem Potenzial zur weiteren Verbesserung der mechanischen Eigenschaften ab.

Klinische Beispiele

Behandlungsfall 1: Direkte Überkappung eines MIH-Zahnes

Der Patient stellte sich im Alter von sieben Jahren in der Zahnklinik 1 – Zahnerhaltung und Parodontologie am Universitätsklinikum in Erlangen vor. Bedingt durch eine Molaren-Inzisiven-Hypomineralisation (MIH) war es bei ihm an allen bleibenden ersten Molaren zu deutlichen therapiebedürftigen Veränderungen gekom­men (Abb. 1 und 2). Das präoperative Röntgenbild zeigt eine tiefe Karies mesial und distal am Zahn 46 (Abb. 8). Die Behandlung des Zahnes 46 mesial konnte aufgrund guter Compliance unter Kofferdam erfolgen. Im Rahmen der Kariesexkavation kam es zur Eröffnung der Pulpa (Abb. 4). Nach Durchführung einer partiellen Pulpotomie und Desinfektion mit NaOCl (tröpfchenweise) wurde die Pulpawunde mit Biodentine abgedeckt (Abb. 6) und der Zahn mit einer adhä­siven Füllung versorgt (Abb. 7). Wegen einer nur mäßigen Compliance am Folgetag fiel die Entscheidung, den distalen Defekt des Zahnes (ohne Pulpaeröffnung) im Anschluss an die Kariesexkavation mit einer Glas­ionomerzementfüllung zu versorgen. Das zwölf Monate später erstellte Kontrollröntgenbild zeigt keinen apikalen Prozess, ein fortschreitendes Wurzelwachstum und eine suffiziente koronale Versorgung des Zahnes (Abb. 9).

Behandlungsfall 2: MTA-Plug nach Avulsion

Der Patient stellte sich 2015 im Alter von 16 Jahren in der Zahnklinik 1 – Zahnerhaltung und Parodontologie am Universitätsklinikum in Erlangen vor. Ein Fahrradsturz hatte bei ihm zur vollständigen Avulsion des Zahnes 11 geführt (Abb. 10 und 11). Dieser war nach dem Unfall zunächst für ca. 30 Minuten in H-Milch und im Anschluss für weitere 15 Minuten in der Zahnrettungsbox Dentosafe (Medice Arzneimittel Pütter) gelagert worden. Nach Röntgendiagnostik und Inspektion der Alveole erfolgten eine Replantation und eine flexible Schienung des Zahnes. Zwei Tage nach dem Trauma stellte sich der Patient erneut vor. Im Anschluss an eine Trepanation und eine chemomechanische Aufbereitung beziehungsweise Trocknung des Kanals erfolgte als antiresorptive Maßnahme eine medikamentöse Einlage mittels Ledermix. Die flexible Schienung wurde nach zwei Wochen entfernt und Calcium­hydroxid als medikamentöse Einlage eingebracht. Bei der Wurzelkanalfüllung zwei weitere Wochen später war der Zahn apikal leicht offen und konnte vor der definitiven Wurzelkanalfüllung nicht getrocknet werden. Ein apikaler Plug mit MTA ermöglichte eine suffiziente Wurzelkanalfüllung (Abb. 12, 15 und 16). Der Zahn war bei den Nachkontrollen nach 6 (Abb. 13) und nach 18 Monaten (Abb. 14 und 17) beschwerdefrei, zeigte jedoch im mesialen Anteil der Wurzel leichte Resorptionen, die auf die Dislokationsverletzung zurückzuführen sind.

Behandlungsfall 3: Wurzelkanalfüllung mit einem bioaktiven Sealer

Der Patient stellte sich im Alter von 15 Jahren in der Zahnklinik 1 – Zahnerhaltung und Parodontologie am Universitätsklinikum in Erlangen vor. Im Bereich der Zähne 31 und 41 war alio loco eine apikale Zyste ausgeräumt worden (Abb. 18). Nach Entfernung des Retainers wurde eine Wurzelkanalbehandlung unter Kofferdam durchgeführt. Im Anschluss an das Einbringen einer medikamentösen Einlage mit einer nicht verfärbenden Triantibiotikumpaste (Medcem für ca. zwei Wochen erfolgte eine Wurzelkanalfüllung mit BioRoot RCS (Abb. 19). Bei einer Nachkontrolle nach sieben Monaten wurde klinisch und röntgenologisch die Ausheilung des apikalen Prozesses festgestellt (Abb. 20).

Danksagung

Die Autoren bedanken sich bei Herrn Achim Gress für die Anfertigung der klinischen Bilder, bei Prof. Dr. Matthias Pelka für die Bereitstellung des Behandlungsfalls 3 und bei Prof. Dr. Anselm Petschelt für die Durchsicht des Manuskripts.

Ein Beitrag von Dr. med. dent. Anna-Louisa Holzner und PD Dr. med. dent. Johannes Ebert, beide Erlangen

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Quelle: Quintessenz Zahnmedizin, Ausgabe 12/18 Endodontie Zahnmedizin

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