Biofilm Entfernung
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Biofilm Der Biofilm auch “dentale Plaque” genannt ist eine hoch strukturierte Organisationsform von Mikroorganismen in der Mundhöhle und stellt eine spezielle Form vom Zusammenleben von Bakterien dar. Er ist Ursächlich für die Entstehung von Gingivalen und Parodontalen Erkrankungen und ist ein zäher verfilzter Belag bestehend aus körpereigenen Stoffen wie Speichelbestandteile so wie bakteriellen Stoffwechselprodukten, Nahrungsreste und Bakterien. (14, 15, 21) Die Entstehung des Biofilm basiert auf verschiedenen Phasen: 1. Phase A: Assoziation Die Bakterien lagern sich durch physikalische Kräfte am Zahn an 2. Phase B: Adhäsion Nun können bestimmte Bakterien (überwiegend grampositive Kokken und Stäbchen) sich als Erstbesiedler an den Pellikelrezeptoren fest verankern. Dies machen sie mit Hilfe von speziellen Oberflächenmolekülen den Adhäsine. An diesen Erstbesiedler können später weitere Bakterien andocken. 3. Phase C: Vermehrung / Kolonisation In dieser Phase vermehren sich die Bakterien hinsichtlich der Anzahl wie auch der unterschiedlichen Spezien 4. Phase D: Mikrokolonien Wenn sich Bakterien vermehren entstehen Mikrokolonien diese bilden schützende extrazelluläre Polysaccharide 5. Phase E: Biofilm Es findet eine Gruppierung der Mikrokolonien zu Komplexen statt. Diese erschaffen sich so einen metabolischen Vorteilen für die Bakterien im Biofilm 6. Phase F: Wachstum / Reifung Nun können die Bakterien ihre Stoffwechselprodukt so wie Resistenz- und Virulenz-Faktor austauschen. Dieses Zyrkulationssystem lässt den Biofilm als Gesomtorganismus funktionieren und aktiviert so die Wirtsabwehr. Doch in diesem Stadium des Biofilms sind die Bakterien weitgehen vor der Abwehr und zugeführten Bakteriziden weitgehend geschützt (14, 21) Von all diesen Bestandteilen sind ca. 60-70Vol% Bakterien, die restlichen Bestandteile bilden die sogenannte Matrix, diese dem Biofilm seine Eigenschaft ermöglicht. Denn was das eine Bakterium ausscheidet und sich in dieser Matrix befindet, dient einem anderen Bakterium als Nahrungsquelle. So kann zum Beispiel eine erhöhte Vielfalt an Stoffwechselprodukten die Nahrungsquelle der Bakterien sichern und lässt sie so widerstandsfähiger sein, auch bei Nahrungsmangel. Der Informationsaustausch der zwischen den Bakterien stattfindet nennt sich Quorum-sensing. Folglich vermehrt sich der Biofilm und entwickelt sich Pathogener. Denn bereits nach 20 bis 30 Bakterienschichten das Milieu in seinem Inneren durch Sauerstoffverbrauch anaerob und nach bereits 4 bis 7 Tagen überwiegen die Anaerobier. So gelingt es dem Biofilm optimale physiologische Bedingungen für die Bakterien zu erzeugen, um Wachstum und Überleben zu sichern. (14, 15) Da der Biofilm auch Resistenzfaktoren gegenüber antibakteriellen Wirkstoffen übertragen kann, erhöht sich seine Resistenz um das 1000 fache. Die Etablierung der Bakterien ist auch von grosser Bedeutung für die Parodontitistherapie, so werden eventuelle zusätzliche systemische und lokale medikamentöse Therapieformen den Bakterien-Flora im Biofilm angepasst. (14, 21) Biofilm Entfernung Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten den Biofilm zu entfernen, einerseits mechanisch, andererseits chemisch, wobei die chemische Variante alleine nicht ausreicht um Prophylaktisch wirken zu können. Plaque-bildung sowie ihre Folgeerkrankungen, erfolgen nur bei fehlender oder mangelhafter Mundhygiene, deshalb ist eine langfristige entzündungsfreie Orale-Situation von grosser Wichtigkeit für die Gesundheit. Die Selbstreinigenden Kräfte durch die Wange, Zunge oder Speichel unterstützen die mechanische Mundhygiene, die im Optimalfall eine kontinuierliche Reduktion des Biofilms darstellt. Chemische Mittel ermöglichen eine Steuerung des Biofilms und haben ihren Nutzen nur in der Verringerung des ganzen Ausmasses des Biofilm-Wachstums oder dem Ausmass der Entzündung. So können chemische Wirkstoffe eine sinnvolle Ergänzung zu mechanischer Mundhygiene sein. (21, 26) Zur mechanischen Biofilm Entfernung können unzählige Produkte gebraucht werden, wichtig dabei ist nur, dass diese Individuell, auf die Bedürfnisse des Nutzers angepasst sind. So muss das Ergebnis der Plaque-freien Mundhöhle Priorität haben und die Wahl der Mundhygiene Hilfsmittel wird so zweitrangig. Eine optimale Mundhygiene besteht nicht nur aus einer Zahnbürste mit Zahnpaste sondern enthält auch eine Interdentalreinigung. (15, 21) Glykolyse / Zellatmung (Bild Seite 227) Glukose ist der am Häufigsten verwendeten Brennstoff. Nur ein Teil der chemischen Energie ist für die Biologischen-Komponenten nutzbar der Rest ist wärme. Die Glykolyse beginnt ihren Abbauprozess indem sie jedes Glukosemolekül zu Pyruvate (Salze) abbaut und vollendet das erste Stadium der Zellatmung. Dieser Abbau umfasst viele Teilschritte siehe Bild 2. Anschliessend gelangen die Pyruvate in die Mitochondrien wo sie einen weiteren chemischen-Prozess, den Citratzyklus, das zweite Stadium, durchlaufen. Hier werden die Pyruvate zu Kohlendioxidmolekülen oxidiert. In jedem Stadium wird Energie Frei wobei der grössere Teil dieser Energie in Form von NADH, der andere Teil direkt in Form von ATP gespeichert wir. NADH-Dehydrogenase: ist ein Enzym das eine Elektronenkette (Atmungsketten) durchläuft und sich durch Oxidation zu neuen Stoffen reduziert. Dieser Prozess wird als drittes Stadium dieser Reaktionskette bezeichnet und deren Endprodukte sind so ausgelegt dass sie für die Synthese der ATP eine geeignete Form besitzen. Dieser Prozess wird auch oxidative Phosphorylierung genannt. Sind alle 3 Stadien abgeschlossen sind nur noch ATP Stoffe vorhanden, jeweils in verschiedenen Formen aber alle brauchbar für die Synthese. Die ATP-Synthese ist ein chemiosmotischer Prozess. Man kann sich eine molekulare Maschine vorstellen die von einem Ionenfluss angetrieben wird und so Energie produziert. (18, 20) Osmose Vom Lateinischen übersetzt heisst Osmose „Eindringen“. Es ist die Bezeichnung für den Fluss von Molekülen / Teilchen durch eine Membran die einseitig (semipermeable) diffundierbar ist oder nur für bestimmte Moleküle durchlässig (selektivpermeable). Letztendlich diffundieren die Stoffe (meist Wasser) spontan, von der höheren Konzentration zur niedrigen Konzentration, damit ein Gleichgewicht auf beiden Seiten entsteht (Osmotisches Gleichgewicht). Osmose ist somit die essentielle Regulation des Wasserhaushaltes oder das Bestreben nach gleichmässiger Verteilung von Zellen und Lebewesen. Hingegen der Osmotische Druck ist der Antrieb damit die Teilchen den Ausgleich überhaupt erreichen können. Dieser Druck hängt vom Konzentrations-Gefälle ab, also wie gleich oder ungleich die Verteilung der Moleküle bereits ist. (18, 20) Efflux-Pumpe Bakterien, besonders Gram-negative, habe die Fähigkeit Efflux-Pumpen zu bilden. Dabei können chemisch-wirkende-Stoffe aktiv aus dem Raum zwischen der inneren und äusseren Membran herausgeschleust werden. Für die Resistenz Entwicklung ist dies wie folgt von Bedeutung; das Antibiotikum kann das Bakterium nicht abtöten, weil es zu schnell ausgeschleust wird. Da es aber bereits im Bakterium war, können die DNA-Elemente so verändert werden dass sie das Antibiotikum zukünftlich erkennen und nicht mehr aufnehmen. Diese Gen-Veränderung kann unter den verschiedenen Bakterien übertragen werden und so die Resistenz fördern. (12, 17, 18) Fluorid und Fluoridverbindungen Das Ionisierte-Gasatom kommt in der Natur, im Trinkwasser, im Erdboden und in der Nahrung in unterschiedlichen Konzentrationen vor. Fluoride und Fluoridverbindungen werden bereits seit Jahrzehnten erfolgreich in der Prophylaxe eingesetzt und haben so einen hohen Stellenwert erreicht, den sie durch ihre Bakteriostatische Wirkung erreicht haben. In höheren Konzentrationen die therapeutisch kaum anwendbar sind, Wirken sie, je nach Bakterium und deren Säuretoleranz, bakterizid. Schwierig wird hier (1, 15, 22, 23) Im Rahmen der lokalen Fluoridierung kommen Fluoride in kovalenter (eine entstandene Atombindung durch elektrostatische Anziehung zwischen zwei Atomen) Form oder in Ionischen Verbindungen vor, wobei in der Zahnmedizin nur das Natriummonofluorphosphat die Ausnahme bildet und kovalent ist. Die Ionischen Verbindungen werden wiederum in organische und anorganische Verbindungen unterschieden. Ionisch gebundene Fluoride zeichnen sich durch ein erhöhtes Diffusionsvermögen aus. Dies ermöglicht eine erhöhte Anreicherung von Fluorid im Oberflächenschmelz was Ursächlich für die gute Kalziumfluoriddeckschicht und eine hohe Substantiviertet ist. Die Kalziumfluoridschicht ist ein Fluoridreservoir das den Zahn bei einem Säureangriff schützt. Gleichzeitig kann die nötigten „geringen“ Fluoriddosen für den die Remineralisation freisetzen werden. Andererseits resultiert ein verbesserter antibakterieller Effekt, da nur freie Fluorid-Ionen in die Bakterien diffundieren können und so den Metabolismus stören. (1, 3, 22, 23) Aminfluorid Das Olaflur ist das gebräuchlichste Aminfluorid und gehört in die Gruppe der organischen Fluoridverbindungen. Amin selber ist ein Kation mit langen Kohlenwasserstoffketten, die seine starke Oberflächenaktivität besitzen und besitzt einen leicht sauren PH-Wert (4,5 bis 5,0). Die hohe Affinität gegenüber negativ geladenen Flächen wie, Schleimhäute, Zahnhartsubstanzen und Bakterien, wird seiner positiven Ladung zugeschrieben. So sichert sich das Amin eine lange Verweildauer. Aminfluorid kann in den Metabolismus der Bakterien eingreifen und so bakteriostatisch wirken. Zusätzlich besitzt Amin eine hohe Reaktionsbereitschaft mit dem Zahnschmelz, denn bereits nach Sekunden erlaubt diese eine chemische Umsetzung. Die entstehende Kalziumfluoriddeckschicht hat im Vergleich zu anderen Fluoriden eine bessere Haftung, dies wurde durch eine höhere Säure-Resistenz während Wochen bemerkt. (1, 14, 22, 23) Zinnfluorid Das Zinn ist ein Kation das bakterizid metabolisch wirkt. Die antibakterielle Eigenschaft und die somit einhergehenden, Biofilmhemmenden Effekt ist seit langem bekannt. Fluorid ist ein Anion im Gegenzug zu Zinn, das ein Kation ist. Somit besitzt Zinnfluorid, sich ergänzende Eigenschaften und das Fluorid kann seine remineralisierenden und das Zinn seine antibakterielle Eigenschaften komplett entfalten. Die Wirkung ist Dosis abhängig kann aber einer Anwendung über Wochen in höherer Konzentration die phatogenen Mikroflora in den parodontalen Taschen unterdrücken. (1, 14, 23) Kombination von Aminfluorid & Zinnfluorid Die Kombination von Aminfluorid (AmF) und Zinnfluorid (SnF2) hat eine entzündungs- und Plaque-hemmende Wirkung wodurch die Kombination von kariesprophylaktischen und dem bakteriostatischen Effekt gelungen ist. Das Zinn-Ion alleine ist ziemlich unstabil und kann seine Wirkung erst in einer gelösten, stabilen Form entfalten. Die nötige Stabilität wird hier durch das oberflächenaktive AmF erreicht und ermöglicht so die ausgeprägte Affinität. Das Aminmolekül eignet sich somit optimal als Transportmedium für das Zinnfluorid. Anschliessend werden die Ca2+-Ionen des Speichels, die Zinn-Ionen aus dem Komplex herauslösen und lässt das Zinn in seiner aktiven Form vorkommen, so dass es seine Wirkung entfalten kann. (1, 22, 23) Natriumfluorid ist auch ein Ionen-gebundenes Fluorid und ist die meistgebrauchte Fluoridverbindung in Zahnpasta. Hingegen ist Natriummonofluorphosphat auch Monofluorphosphat genannt, kovalent gebunden. Diese nichtmetallische Bindung bildet diese keine Kalziumfluoriddeckschicht sondern verbreitet sich zuerst auf dem Schmelz um sich anschliessen gegen Phosphate, im Schmelz auszutauschen. (1, 3, 23) Wirkung: Fast alle Bakterien können sich am Fluorid anheften, dann spricht man von einer Fluoridresistenz. Dies ermöglicht den Bakterien wohl ein Überleben in der Mundhöhle und ihren Einflüssen, verändert aber ihre Metabolische Aktivität. Der Zucker kann weniger gut verstoffwechselt werden folglich nimmt die Säureproduktion ab und die PH-Wert Senkung nach der Zufuhr von Zucker ist geringer. Die Säuretolleranten Mikroorganismen wie Streptokokkus Mutans und Laktobazillen können ihren Vorteil gegenüber der Kariesbildung verlieren und sich weniger Etablieren. (14, 15) Metallen wie z.B. Kupfer, Zinn und Quecksilber besitzen bekanntlich Kationen die eine toxische Wirkung, für Bakterien, haben diese sie bereits in geringen Konzentrationen entfalten können. Durch ihre gespannte Oberfläche verbreitet sich der Komplex schnell in der Mundhöhle und heftet an, dies bedeutet: Minderung der Anhaftung von Mikroorganismen. (14, 15) Einen weiteren Wirkungsmechanismus des Fluorids ist das Eingreifen in die Glykolyse was an verschiedenen Stellen passieren kann. Einerseits hemmt es, das Enzym Enolase das für die Umwandlung von Phosphenolglycerat zu Phosphenolpyruvat verantwortlich ist. Dies geschieht im ersten Stadium der Glykolyse und ist nur einer der vielen Reaktionsschritte. Da Enolase ein Magnesiumabhängiges Enzym ist und Fluorid bekannter Weise sehr bindungsfreudig, geht es mit dem Magnesium eine Verbindung ein und hemmt so die enzymatische Aktivität. (14, 15, 23) Es gibt 2 Arten wie Glukose in die Bakterienzelle gelangt, durch den oben genannten Prozess oder eine Protonen getriebenen Transport, das PEP-PTS (PhosphoenolpyruvatPhosphotransferase-System). Hierbei werden Proteine so umgewandelt bis sie, die Fähigkeit sich in eine Zelle einzuschleusen (katalysieren), der Glukose übertragen können. Folglich kann sich die Glukose, mit Hilfe von Protonen, in das Bakterium einschleusen. Herrscht nun ein niedriger PH-Wert und ein extrem hohes Substanzangebot so wird das PEP-PTS ausgeschaltet. Trotzdem findet die Ausscheidung des Glykosylierungs endprodukt Laktat statt und es führt zu einem Ungleichgewicht gegenüber der Extrazellulären-Matrix. Der resultierende Protonenüberschuss im extrazellulären Raum des Bakteriums und der Protonenunterschuss im intrazellulären Raum lässt die Diffusion (Osmotischer Druck) in das Bakterium stattfinden. Das Fluorid kommt ins Spiel wenn der PH-Wert niedrig ist. So kann es mit den Protonen im Extrazellulären Raum eine Verbindung, zu Fluoridwasserstoff (HF), eingehen und sich in das Bakterium einschleusen. Vorteilhaft ist hier nicht nur die Beeinflussung der Metabolischen Aktivität, niedermolekulare Kohlenhydrate schwieriger zu verstoffwechseln, sondern auch die Senkung der Protonengradienten die Glukosen in das Bakterium führen. (3, 14, 15, 23) Chlorhexidin (CHX) Chlorhexidin hat eine positive Ladungsstärke und gehört somit in die Gruppe der kationischen Bisbiguanidne. Die hohe Affinität (Bindungsbereitschaft) dieses Kation geht mit den Anionen der Mundhöhle wie Mukosa, Gingiva, Speichel-Glykoproteine, Hydroxylapatit aber auch an der Oberfläche gewisser Mikroorganismen des Biofilm eine Verbindung ein, somit ist die Ursache für die ebenfalls hohe Substantivität (lange Verweildauer) auch geklärt. Chlorhexidin besitzt hydrophobe (Wasser abstossend) als auch hydrophile (Wasser liebend) Eigenschaften und geht sowohl mit negativ geladene Zellwände wie auch mit extrazellulären Matrix eine Verbindung ein. Bis zu zwölf Stunden beweist das Chlorhexidin eine kontinuierliche Freisetzung des Wirkstoffes und verhindert gleichzeitig die Bildung des Pellikel’s. Hier entsteht eine Erklärung für die vielfältige antibakterielle Wirkung. Der Anti-Plaques Effekt, ist erklärt durch verhinderte anheft-Möglichkeit der Mikroorganismen aufgrund des fehlenden Pellikel und den bereits, von Chlorhexidin-Molekülen, besetzten Stellen. Das Chlorhexidin kann sich im Biofilm anlagern und verhindert seine weitere Reifung und lässt seine Funktion des Organisierten Quorum Sensig und das Mitsichbringende schädigende wirken, nicht zu. Der Biofilm wird zerstört. (2, 6, 14) Eine bakterizide und bakteriostatische Fähigkeit wird dem Chlorhexidin zugeschrieben da es sich in die Zellmembran eines Mikroorganismus einlagert und so den Elektronentransport beeinflusst. Elektronen werden mit dem Sauerstoff zusammen transportiert; elektrochemischer Transport. Im Bakterium findet dies in der Zellmembran statt und wird gestört durch die Einlagerung von Chlorhexidin-Molekülen. Bereits hier ist die Funktion des Bakteriums beeinträchtigt, folglich kann es seine Funktion im Biofilm nicht richtig wahrnehmen und söhrt den Mechanismus so dass er sich nicht weiter etablieren kann. Chlorhexidin-Moleküle haben eine ganz andere Funktion als die Zellen der Membran eines Bakteriums. So wird durch die Einlagerung, die Permeabilitätsfunktion behindert. Dies führt zur Hemmung verschiedener Enzymaktivitäten und beeinflusst somit die Glykolyse. Die Mitsichbringende verminderte Funktion wirkt sich auf den Biofilm so aus wie bereits oben erklärt. Chlorhexidin steht in einer Dosis-Wirkungs-Beziehung. In der Zahnmedizin spricht man von Hard Chemo (bakterizid): und von Soft Chemo (antibakteriell): 0,06 – 0,2 % wenn die Dosis beträgt. Wird nun Chlorhexidin als Hard Chemo zugeführt kann die eingeschränkte Permeabilitätsfunktion zu einem Ungleichgewicht des osmotischen Druck’s führen. Dieses Ungleichgewicht zwingt das Bakterium zur Aktivierung des Selbstzerstörung Mechanismus, in dem das Zytoplasma ausgeschieden wird (Präzipitation). (2, 3, 6, 14) Triclosan Triclosan ist ein hydrophobes Phenol mit einer Vielfältigen Wirkung. Es hat, Konzentration abhängig, eine Antibakterielle Eigenschaft gegen ein breites Spektrum gram-positiver und gram-negativer Mikroorganismen. In niedrigeren Konzentrationen ist eine bakteriostatische Wirkung zu erwarten, im Gegenzug zu höheren Konzentrationen eine bakterizide Eigenschaft. (1, 9, 11, 12, 16) Teilweise wirkt Triclosan auch Fungizid und antiviral. Seine eigentliche Eigenschaft ist jedoch die Biofilm Hemmung, was einen Entzündungshemmenden-Effekt mit sich bringt. In vielen Studien konnte die Gingivitis Reduktion bewiesen werden. Die Studien über die Karies Reduktion können nicht als „unvoreingenommen“ gellten und sind somit nicht evidenzbasiert. Klar ist nur dass Triclosan die Wirkung des Fluorids nicht negativ Beeinflusst. Zu bedenken ist aber dass Trclosan nur in Kombination mit einem Co-polymer, Pyrophosphaten oder Zinkzitrat seine Wirkung entfalten kann. (1, 16) Durch seine Affinität zu oralen Oberflächen weisst Triclosan eine sehr hohe Stabilität auf und somit eine ausreichend lange Verweildauer in der Mundhöhle. (1, 9, 12) Die chemische-Bezeichnung des Derivat ist: 2,4,4`-Trichloro-2`-hydroxydiphenyl oder 5Chloro-2-(2,4-dichlorophenoxy). Es kommt in zahlreichen Verbraucher und medizinischen Produkten wie Deodorants, Zahnpasten, antibakterielle Seifen, Kosmetika, Zahnpasta, Stoffe und viele Artikel aus Kunststoff, vor. (1, 9, 11, 12, 16) Diese Produkte werden zu 95% übers Abwassersystem entsorgt, somit tritt die Resistenzförderung in Diskussion. (9,16) Wirkung: Triclosan hemmt die NADH-Dehydrogenase von denen das ENR-Enzym (Enoyl Acyl-CarrierProtein-Reduktase) abhängig ist, was die aktive Blockierung vom Zentrum des ENR Enzyms bedeutet. Das ENR-Enzym ist ein Schlüsselenzym der Fettsäuresynthese der Bakterien. Wird dieses Enzym blockiert so verändert sich die Zusammensetzung der BakterienZellmembran. Für das Bakterium bedeutet das ein verminderter Schutz vor Phagen und dem Immunsystem. Da die Fettsäure-Synthese essentiell für die Bakterien ist, ist sie ein attraktives Ziel für antibakterielle Wirkstoffe. Um das ENR zu blockieren reicht bereits eine geringe Dosis an Triclosan aus. In hoher Konzentration wird die Zellwandmembran so stark geschädigt, bis zur Zerstörung, dass das Bakterium zur Lyse gezwungen wird. Einen zusätzlichen positiven Effekt hat Triclosan in Kombination mit EDTA (organischer Säure), denn diese erhöht die Durchlässigkeit der äusseren Membran der Gram-negativen Bakterien. (1, 11, 16) Ausserdem hemmt Triclosan das Enzym das verantwortlich ist das Archidonsäure in Prostaglandin umgewandelt wird. So kann das Prostaglandin seine Funktion als Entzündungsmediator nur begrenzt entfalten und Triclosan beweist somit seine Inflatorische Eigenschaft. Zu dieser entzündungshemmenden Eigenschaft zählen auch noch die Hemmung von Interleukin 1ᵝ und die Produktion Gingiva-Fibroblasten. Diese Überproduktion wird auch "Fibroblastenproliferation" genannt und hat als Folge die verstärkte Abgabe von Zytokine. Durch die Hemmung dieser Fibroblastenproliferation werden die Entzündungszeichen minimiert und so den gewünschten Effekt erlangt. (1, 20, 21) Resistenzentwicklung: Die bakterielle-Resistenzentwicklung wie auch die Kreuzresistenzen mit verschiedenen Bakterien, die vom Triclosan entstehen sollen, ist nicht gesichert. Triclosan steht einfach im Verdacht bakterielle-Resistenzen zu begünstigen. Diese Resistenz soll dem Bakterium eine 100 Fach höhere Konzentration des Wirkstoffes überleben lassen, durch die Blockierung gewisser Enzyme. Bewiesen ist jedoch das Triclosan dazu neigt eine schnelle Mutation im Erbgut zu erzeugen, was Ursächlicherweise für Resistenzbildung mitverantwortlich ist. Ebenso dass die Resistenz-übertragung unter den Bakterien oft multifaktoriell ist. (1, 12, 16) Das Ziel einer Resistenz, ist immer die Mutation des Erbgutes. Bakterielle-Resistenzen gegen Triclosan, können durch verschiedene Mechanismen entstehen. Einerseits habe Bakterien die Fähigkeit eine hoch entwickelte Efflux-Pumpe zu bilden. So können die Bakterien sich schnell vom Triclosan befreien und eine Mutation im Erbgut vornehmen so dass sich eine Resistenz entwickelt. Gram-negative Organismen & Pseudomonas-Bakterien (opportunistische Erreger) sind bekanntlicherweise widerstandsfähiger gegen Triclosan, da sie zahlreiche Efflux-mechanismen besitzen, die auch als Resistenzmechanismen durch Mutagenese bekannt sind. Die Efflux-system-Mutation ist der wichtigste WiederstandsMechanismus, der Resistenz. (11, 12) Hydrophobe Verbindungen, wie Triclosan, können über die zellulare-Membran aufgenommen werden, nur sind diese Mechanismen wenig erforscht. Es wurden einfach Unterschiede in der Permeabilität der Membran, aufgrund der unterschiedlichen oder veränderten Porine (Porenformende Membranproteine) festgestellt. Durch die veränderte Permeabilität konnte der Zustrom vermehrt werden und die Resistenz-Gene konnten so übertragen werden. Bestimmte Proteine scheinen auch eine Rolle bei der Resistenz Übertragung zu spielen. Ihre vielseitigen Wechselwirkungen wie auch das Potential an viele Biologische Vorgänge Steuern zu können, weckt Interesse an der Beeinflussung der Übertragung des Erbgutes. Die Resistenz Entwicklung ist auf jedenfalls Konzentrationsabhängig, zu beachten ist einfach dass hoch entwickelte Efflux-Pumpen, sprich: Gram-negative Organismen & PseudomonasBakterien, die Toleranz der Konzentration deutlich erhöhen. Auch wurde festgestellt dass die Entwickelten Resistenzen auch nach langfristiger (40Tage) Subkultivierung als Genetisch Stabil erwiesen hat. Eine Subkultivierung ist das züchten von Mikroorganismen mittels Kulturmedien die bereits geimpft sind. Da aber längst nicht alle Bakterien über die Efflux-systeme Resistenten entwickelten ist die unten genannte Hypothese immer noch aktuell. Triclosan-Resistenz ist nur artspezifische verursacht anstatt durch universelle Resistenzmechanismen, die in allen Bakterien auftreten. (11, 12) Kreuzresistenz: Eine Kreuzresistenz ist eine Resistenz, nicht nur gegen ein bestimmtes Antibiotikum, sondern gegen die gesamte Gruppe mit ähnlichen chemischen Strukturen, oder den gleichen Wirkungsmechanismus besitzen. (18, 19) Das Anliegen der Übernutzung von Triclosan in verschiedenen Produckten ist, dass die Triclosan Resistenten Bakterien auch resistenten gegen Antibiotika entwickeln. Bekanntlicherweise verändert Triclosan die Synthese der Membran-Transport-Proteine. Diese Veränderung gestattet nun ein schnelleres aufnehmen und Ausscheiden von verschiedenen Stoffen. So kann also auch Antibiotika schneller wieder ausgeschleust werden und die Resistenzbildung tritt ein. Folglich können die Bakterien höheren Antibiotikagaben wiederstehen und sind so Antibiotikaresistent. Diese Form der Resistenz tritt ein wenn sie über die Efflux-Pumpe entstanden ist (1, 11, 12) Auswirkungen auf die Umwelt: Eine direkte Auswirkung auf die Umwelt ist begrenzt. Auf der einen Seite sind die momentanen, globalen Umwelt-Konzentrationen von Triclosan noch zu gering um eine akute Problematik bezüglich der Verbreitung von Bakterien zu führen. Auf der anderen Seite ist die Gefahr von Kreuzresistenz mit Antibiotika beschränkt, dies weil die erforderliche Konzentration für eine Mutanten-Selektion in der Efflux-Pumpe zu niedrig ist. Ausserdem ist das risiko der Antibiotikaresistenz verbreitung sehr gering, weil die Efflux-Pumpe das Chromosom nicht betrifft und so nicht direkt auf die Gen-Mutation wirken kann. (9, 12) Trotz all dieser Faktoren, die gegen Besorgnisse sprechen, ist die Auswirkung einer langfristigen Exposition von Triclosan nicht geklärt und müssen noch untersucht werden. Dennoch besteht die Gefahr der Resistenzbildung von Triclosan, diese wird, sehr wahrscheinlich, begrenzt bleiben. Die Eeuropäische-Union stuft die Anwendung von Triclosan, momentan, als sicher ein. Jedoch sind die Hinweise der belegten Studien zu Recht, mit Besorgnis zu betrachten. (11, 12, 16) Ätherisch Öle Ätherische Öle bestehen aus einem Gemisch aus Inhaltstoffen dessen Charakter stark riechender, leicht flüchtig und fettlöslich ist. Die Zusammensetzung der Inhaltsstoffe ist abhängig von der Pflanze so wie auch dem Pflanzenteil und somit immer individuell nach der Pflanze & ihrer Wirkung gerichtet. Die ätherischen Öle finden in der komplementären Medizin ihren Platz und sind bereits seit dem 13. Jahrhundert ein wichtiger Bestandteil der Medizin. (23, 24, 25) Schon seit langem sind ätherische Öle in Zahnpasten oder Mundspüllösungen enthalten, wobei das wohl Bekannteste Produkt „Listerine“ ist. Es ist eine wässerige alkoholische Lösung und besteht aus einer Kombination von verschiedenen ätherischen Ölen: Thymol (0,06%), Menthol (0,04%), Eukalyptol (0,09%), Methylsalicylat (0,06%), Alkohol (26,9%). (22, 23, 24) Dieser hohe Alkohol Gehalt bringt Einschränkungen und Zweifel mit sich. Da der Alkohol gelegentlich zu Schleimhaut Irritationen führen kann ist auch das Anwendung-Gebiet eingeschränkt. Die genaue Mitwirkung des Alkohols an der Strukturellen Veränderung der Biomoleküle (denaturierenden) der Bakterien, des Alkohols ist aber noch nicht eindeutig geklärt. (14, 23, 24) Die Eigenschaft der Denaturierung ist aber belegt und die Grundlage für den Antiseptischen Effekt der ätherischen Öle. (14, 23) Ein weiterer Wirkungsmechanismus der ätherischen Öle ist der Geruchsbindende Effekt, ihm wird die Beliebtheit für diese Produckte zugeschrieben. Dieser Vorteil kann aber genauso zu einem Nachteil werden, der starke Geruch & Geschmack ist nicht jedermann Sache. Dies ist jedoch einer der wenigen negativen Punkten der ätherischen Öle. Die niedrige Verweildauer von Listerine stellt nicht eine Problematik aber keinen Vorteil dar, so wie der niedrige PHWert von unter 5,5. Obwohl auch hier die Beeinflussung von Listerine gegenüber der Kariesprävalenz nicht eindeutig geklärt ist, wurde die Hypothese dass dieser niedrige PHWert Erosive-eigenschaften haben soll wieder verworfen. (22, 23, 24, 25) Die Eigenschaft der ätherischen Öle in antibakterieller und fungizider Hinsicht ist gesichert. So lässt sich auch die Entzündungshemmende so wie die Gingivitis reduzierende Auswirkung bestätigen. Zudem können die Öle in den Biofilm inhibieren, das heisst sie lassen den Vorgang des Wachstums des Biofilm‘s nicht zu Stande kommen, was automatisch eine reduzierte Biofilm Menge bedeutet. Durch all diese positiven Eigenschaften wird die Zahl der Bakterien Signifikat reduziert und das Ziel der Keimreduktion ist somit erfüllt. (22, 23, 24) Wie bereits oben erklärt hat jedes ätherische Öl eine Individuelle Wirkung, diese kann zum Beispiel sein Durchblutung-fördernd oder Gerinnungsfördernd. Ersteres lässt sich mit der bewiesenen Wundheilungs-förderung in Verbindung bringen. (24, 25) Studien belegen dass die ätherischen Öle die Prostaglandin-synthese hemmen und den Einfluss auf die Ionendurchlässigkeit der Zellmembran der Bakterien beeinflussen. Prostaglandine sind Gewebshormone die bei einer Entzündung ausgeschüttet werden, wird diese Synthese nun gehemmt so fallen die entzündungs-zeichen geringer aus. (14, 22, 23) Die Beeinflussung der Ionendurchlässigkeit ist auf die vielen Effekte der ätherischen Öle zurückzuführen und zeigen folglich verschiedene Wirkungen. Einerseits wird die entzündungshemmende Eigenschaft, wie aber auch einen krampflösenden und lokalanästhesierenden Effekt zugeschrieben. (22, 23, 25) Ätherische Öle im Vergleich zu CHX Oft stellte sich die Frage ob ätherische Öle, den Goldsandart Chlorhexidin, ersetzen kann und gleichwertig vertreten. Viele Studien haben belegt dass die Wirkung von ätherischen Ölen weniger effektiv ist als die von Chlorhexidin und die Kombination von Amin- & ZinnFluorid. Wie auch die Biofilm-Reduktion ist signifikant wirksamer bei Chlorhexidin als bei den Ölen. Diese Ergebnisse waren alles andere als überraschend. (10, 22, 23, 24) Ätherische Öle stellt also kein Ersatz für Chlorhexidin dar, im Bereich der ParodontalenBehandlung. Als zuverlässige Alternative bei Gingivalen Problematiken ist kann der Einsatz von Produkten mit ätherischen Ölen indiziert sein, mit dem schönen Nebeneffekt dass sie keine Verfärbungen erzeugen. (10, 26) 1. Backhus, J. (2005). Dissertation. Wirkung von Aminfluorid/Zinnfluorid, Triclosan und Acetylsalicylsäure auf die gingivale Entzündung. Marburg. 2. Susann Glotz (2010) Dissertation In-vitro-Wirksamkeit verschiedener Mundspüllösungen auf parodontopathogene Mikroorganismen der Mundhöhle. Fridrich-Schiller 3. Benjamin Franklin (2008) Der Einfluss von Chlorhexidin auf die Fluoridaufnahme von gesundem und demineralisiertem bovinem Dentin. Eine In-situ- und In-vitroUntersuchung. Berlin 4. B. Guggenheim (2010) Die In-vitro-Wirkung von Chlorhexidin enthaltenden Mundspüllösungen auf polyspezie Biofilme. Zürich 5. Thomas Imfeld, Beatrice Sener, Carola Kuytz und Dunja Brodowsk (1999) Mechanische und chemische Wirkung einer neuen Zinnfluorid-Zahnpaste auf Dentin. Zürich 6. 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Eichenberger (2010) Fortschritte der Zahnerhaltung 17. Buch: Eike Harlos (2010) Chirale Oxazolidin-2-on-Auxiliare auf Kohlenhydratbasis für die stereoselektive Synthese von ᵝ-Lactam und Aminosäure-Derivate, 1. Auflage 18. Buch: Neil A. Campbell, Jane B. Reece (2009), Biologie, 8. Auflage 19. Buch: Heinz Lüllmann, Klau Mohr, Lutz Hein (2010), Pharmakologie Und Toxikologie, 17. Auflage 20. Buch: Paula Yurkanis Bruice (2011), Organische Chemie 5. Auflage 21. Buch: Herbert F. Wolf, Edith M. Rateitschak, Klaus H. Rateitschak (2004) Farbatlanten der Zahnmedizin 1, Parodontologie, 3 Auflage 22. Jeannette Burghartz (2008) Inaugural-Dissertation. Korianderöl als Mundspüllösung: Klinische Untersuchungen zur antibakteriellen und plaque-reduzierenden Wirkung auf den 4-Tages-Plaque-Aufwuchs. Freiburg im Breisgau 23. Jennifer Backhus (2005) Inaugural-Dissertation. 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