Werkstoffe

Möglichkeiten der Labordiagnostik und Konsequenzen für die Zahntechnik

Nachweis von Zahnersatzmaterial-Unverträglichkeiten

© crevis/Fotolia.com
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Wenn Zahnärzte den Verdacht haben, dass ihr Patient auf bestimmte inkorporierte Zahnersatzmaterialien mit organischer Immunantwort reagiert, können sie sich an ein Labor für medizinische Diagnostik wenden. Im Folgenden schildern Dr. med. Volker von Baehr und Dr. Katrin Huesker aus ihrer langjährigen Erfahrung heraus, was sinnvoll getestet werden kann und wie sie selbst vorgehen.

Die Inzidenz chronisch entzündlicher Erkrankungen nimmt in Ländern mit „westlichem Lebensstil“ zu. Zu diesen Erkrankungen gehören Allergien, Autoimmunerkrankungen und chronische Infektionen. So haben sich zum Beispiel Allergien [1], die Multiple Sklerose [2] und der Morbus Crohn [3] in den vergangenen 20 Jahren mehr als verdoppelt. Immerhin macht die Parodontitis dank verstärkter Prophylaxeanstrengungen eine erfreuliche Ausnahme. Hatte die Prävalenz zunächst immer weiter zugenommen [4], so wird laut der 2016 veröffentlichten Fünften Deutschen Mundgesundheitsstudie ein Rückgang registriert, besonders deutlich bei schweren Parodontalerkrankungen [5].

Gemeinsam haben die genannten Erkrankungen, dass bei den betroffenen Patienten das Immunsystem seine Fähigkeit zur Toleranz verliert und sich gegen mehr oder weniger harmlose Reizfaktoren (Umweltfaktoren wie z.B. Schadstoffe, Allergene oder Antigene) richtet. Nahezu immer sind mehrere dieser Triggerfaktoren beteiligt und inkorporierte Zahnersatzmaterialien spielen wegen der andauernden Konfrontation dabei oft eine bedeutende Rolle. Die Triggerfaktoren stellen in ihrem Zusammenwirken und auf dem Boden oft bestehender individueller Empfi ndlichkeiten den „Auslöser“ der chronischen Entzündung dar. Die individuellen Empfi ndlichkeiten können angeboren sein; sie sind aber häufi g die Folge sekundär gestörter biologischer Regelkreise, wie sie sich beispielsweise bei Autoimmun- oder Darmerkrankungen einstellen können. Das Immunsystem ist dann empfi ndlicher für den „Bruch“ der oralen Toleranzmechanismen.

Die von Zahnärzten beauftragte Labordiagnostik wird mit dem Ziel durchgeführt, den Einfl uss einer oralen Entzündungsquelle auf den systemischen Entzündungsprozess zu belegen bzw. auszuschließen und die bei dem jeweiligen Patienten individuell verantwortlichen Triggerfaktoren zu identifi zieren. Zudem wird gerade die Allergiediagnostik nach der Erfahrung in unserem Labor zunehmend vorbeugend eingefordert. Denn auch wenn nicht jede Sensibilisierung klinische Beschwerden verursacht, will man vermeiden, dass der Patient mit einem Bestandteil seines zukünftigen Zahnersatzmaterials konfrontiert wird, gegen den er bereits durch Umweltkontakte eine Sensibilisierung erworben hat. Aus der Anamnese heraus ergibt sich ein solcher Verdacht beispielsweise manchmal hinsichtlich Kunststoff-Fingernägeln oder Kobalt-haltigem Schmuck. Es gibt auch Patienten, die zum Zahnarzttermin Allergiepässe mitbringen, in denen etwa Benzoylperoxid oder Acrylate vermerkt sind – Einträge, die noch aus ihrer Zeit mit intakten Zähnen ohne Zahnversorgungen herrühren.

Im Bereich der Zahnmedizin geht es aber oft nicht nur um das Auffi nden individueller immunologischer Unverträglichkeiten (Allergien, Titanempfi ndlichkeit: s. u.), sondern bei kurativen Fragestellungen auch um den Nachweis relevanter toxischer Belastungen der vom Zahnersatz herrührt. Die Diagnostik erfolgt über Metall- oder Kunststoffanalysen im Speichel. Des Weiteren gibt es inzwischen validierte Laboranalysen, die nachweisen können, inwieweit wurzelgefüllte (tote) Zähne einen möglichen Fokus für eine systemische Entzündung darstellen [6]. Und: Im Rahmen der Parodontalerkrankungen umfasst die Labordiagnostik heute nicht mehr nur die Keimdiagnostik, sondern auch den Nachweis individueller immunologischer Reaktionstypen zur optimalen Planung adjuvanter Therapiemaßnahmen.

Wie schafft es unser gesundes Immunsystem, auf Fremdmaterialien und -reize angepasst zu reagieren?

Unser Immunsystem ist keine „Angriffsarmee“. Es verfügt neben den proentzündlichen Immunzellen und Mediatoren auch über zahlreiche antientzündliche Mitspieler und bremsend wirkende Zytokine. Die regulatorischen T-Lymphozyten und die antientzündlichen Zytokine sind dafür verantwortlich, dass unser Immunsystem im Normalfall nichtbedrohliche Fremdeinwirkungen tolerieren kann, auch wenn diese als fremd erkannt werden. Den antientzündlichen toleranzerhaltenden Mechanismen ist es z.B. zu verdanken, dass die Anwesenheit von Metallionen oder Acrylatmonomeren im Gewebe im Regelfall nicht mit einer entzündlichen Unverträglichkeitsreaktion einhergeht, oder zum Beispiel auch, dass nicht jeder Mensch eine Parodontitis entwickelt, obwohl anaerobe Keime die Parodontaltasche besiedeln.

Wie verhält es sich mit chronisch entzündlichen Erkrankungen?

An jeder Entzündung sind zwei Faktoren beteiligt. Es muss erstens ein nichtphysiologischer Reiz (Triggerfaktor, z.B. ein Schwermetall oder Acrylatmonomer) bestehen und zweitens muss dieser auf ein Immunsystem treffen, welches ihn nicht tolerieren kann. Eine gestörte Immuntoleranz hat zur Folge, dass das Immunsystem auch auf banale und nicht gefährdende Reize mit einer Entzündungsreaktion antwortet. In der Regel ist jeder Patient zahlreichen dieser Reizfaktoren ausgesetzt. In ihrer Gemeinsamkeit stellen sie den (multikausalen) Schlüssel der chronisch entzündlichen Multisystemerkrankung dar. Definierbare monogenetische Veränderungen können für die registrierte Zunahme entzündlicher Erkrankungen [1–3] wie Morbus Crohn oder Multiple Sklerose (siehe Einleitung) innerhalb weniger Jahrzehnte nicht allein verantwortlich sein. Vielmehr ist eine Vielzahl individueller Triggerund Kofaktoren (häufig als Umweltfaktoren bezeichnet) auf der Grundlage der individuellen polygenen Prädisposition bedeutsam. In unserer modernen Gesellschaft müssen wir uns immer häufiger und mit immer komplexeren Fremdstoffen und (Umwelt-)Einflüssen auseinandersetzen. Diese stellen einerseits, meist multikausal, den Entzündungsauslöser dar, sind aber andererseits auch dafür verantwortlich, dass unser immunologisches Toleranzsystem leichter zu stören ist.

Was versteht man unter „Triggerfaktoren“?

Neben der Belastung mit Schadstoffen aus Pestiziden, Herbiziden, Weichmachern, Lösungs- und Flammschutzmitteln, Farben und Bodenbelägen in unserer Wohn-, Hobby- und Arbeitsumgebung, nicht zu vergessen auch aus Duftstoffen oder der Bekleidung, neben zunehmender Antigenvielfalt in unserer Nahrung, Nahrungsergänzungsmitteln und neben vielen anderen Faktoren werden in der Öffentlichkeit die Einbringung alloplastischer Ersatzmaterialien in den Organismus und andere medizinische Maßnahmen (Medikamente, Impfungen, Hormonersatztherapien usw.) diskutiert.

  • Abb. 1: Pathogenese der gestörten Immuntoleranz. Verschiedene Triggerfaktoren bedingen eine chronische Immunaktivierung, deren Folgen eine gestörte Immuntoleranz, nitrosativer und oxidativer Stress sowie chronische Entzündung sind. Die gestörte Immuntoleranz kann ihrerseits Folgen haben und zu Allergien, Autoimmunerkrankungen und chronischen Entzündungen führen.

  • Abb. 1: Pathogenese der gestörten Immuntoleranz. Verschiedene Triggerfaktoren bedingen eine chronische Immunaktivierung, deren Folgen eine gestörte Immuntoleranz, nitrosativer und oxidativer Stress sowie chronische Entzündung sind. Die gestörte Immuntoleranz kann ihrerseits Folgen haben und zu Allergien, Autoimmunerkrankungen und chronischen Entzündungen führen.
    Abb.: Modifiziert nach M. L. Pall, Explaining „Unexplained Illnesses“
Die Zahnmedizin ist an dem Zuwachs von potenziellen Fremd- und Störfaktoren auf den Organismus in den vergangenen Jahrzehnten ebenfalls beteiligt. Auch wenn mit den heutigen Verarbeitungstechniken die Freisetzung von Materialbestandteilen aus dem im Mundmilieu befindlichen Zahnersatz reduziert wird (z.B. Zunahme beim Anteil industriell gefertigter und fräsbarer Dentalwerkstoffe, wie in Metall- und Zirkoniumdioxid-Fräsronden realisiert, oder Bevorzugung des Schweißverfahrens gegenüber dem Löten), hat die Anzahl der Fremdstoffe zugenommen. Im Sinne der Erhaltung der natürlichen Zähne, des Kieferknochens und der Kaufunktion sind die heute fast unüberschaubare Vielfalt an Zahnersatzmaterialien, die zunehmende Zahl an Implantationen und Implantatfabrikaten, die Versiegelungen und Fluoridierungen, der nicht zu verhindernde Kontakt zu potenziellen Allergenen in der Kieferorthopädie und der Endodontie segensreich. Man muss aber auch sehen, dass es sich dabei nahezu immer um Fremdmaterialien handelt, welche über vielfältige und oft nur teilweise verstandene Pathomechanismen individuell zu immunaktivierenden Reizen für das Immunsystem werden können (Abb. 1).

Laboranalysen zum Nachweis individueller Unverträglichkeiten

Werkstoffallergien haben aufgrund der allgemein zunehmenden Sensibilisierungsrate auf Metalle und Kunststoffe (Acrylate und andere Bestandteile) eine wachsende Bedeutung. Bei bestehender Sensibilisierung können permanent eingebrachte potenzielle Kontaktallergene einen Fokus darstellen. Im hier betrachteten zahnärztlichen Bereich stellen Metalle und Acrylate die wichtigsten Auslöser von Typ-IV-Sensibilisierungen. Aus dem Zahnersatz frei werdende Metallionen sowie auch Kunststoffmono- und -oligomere wirken dabei als Haptene, d.h., sie verändern körpereigene Eiweiße so, dass diese vom Immunsystem als fremd erkannt werden und dann eine Entzündung auslösen können.


 Die vier Sensibilisierungstypen

Die Typ-I-Sensibilisierung oder -Allergie stellt die Allergie des Soforttyps dar. Beim (symptomlosen) Erstkontakt bilden sich allergenspezifische Immunglobulin-E-Antikörper. Diese binden sich an die Oberfläche von Mastzellen (Zellen reich an Histamin und anderen Mediatoren, die in allen Schleimhäuten vorhanden sind). Die Reaktion erfolgt beim sensibilisierten Patienten beim Zweit- und weiteren Kontakt innerhalb von Sekunden bis wenigen Minuten.

Bei der Typ-II-Sensibilisierung kommt es zu einer antikörpervermittelten zytotoxischen Reaktion. Diese Antikörper bekämpfen Antigene (körperfremde Gene), die an körpereigene Zellen gebunden sind, sie heißen darum auch Autoantikörper.

Im Falle der Typ-III-Sensibilisierung richten sich die Antikörper gegen lösliche Antigene und Allergene, d.h., diese befinden sich gelöst im Blut oder in der Lymphflüssigkeit.

Die Typ-IV-Sensibilisierung wird auch zellulär vermittelte Spättyp-Allergie genannt. Ist die Haut betroffen, spricht man auch von Kontaktallergie. „Zellulär“ bedeutet hier „durch T-Lymphozyten vermittelt“, denn die Spättyp-Allergie wird ausschließlich von allergenspezifischen T-Lymphozyten (Gedächtniszellen) getragen. Immunglobulin-E- oder andere Antikörper wie bei den anderen drei Allergietypen haben keine Bedeutung.

Im Dentalbereich spielen ausschließlich Typ IV und I eine Rolle.


Der Nachweis von Typ IV-Sensibilisierungen erfolgt durch den Lymphozytentransformationstest

  • Abb. 2: Mit dem Epikutantest können seit über 50 Jahren Kontaktallergien der Haut nachgewiesen werden, allerdings ist er nicht für den Nachweis von über die Schleimhaut aufgenommenen Allergenen, die eventuell aus Zahnersatz freigesetzt wurden, validiert.

  • Abb. 2: Mit dem Epikutantest können seit über 50 Jahren Kontaktallergien der Haut nachgewiesen werden, allerdings ist er nicht für den Nachweis von über die Schleimhaut aufgenommenen Allergenen, die eventuell aus Zahnersatz freigesetzt wurden, validiert.
    © Andre/Fotolia.com
Ein in der breiten Bevölkerung bekannter Allergietest ist der Epikutantest (ECT, Abb. 2). Er wurde vor mehr als 50 Jahren zum Nachweis einer Kontaktallergie der Haut entwickelt. Für systemische Sensibilisierungen (z.B. auf Medikamente, aber folgerichtig auch auf aus Zahnersatz freigesetzte und über die Schleimhaut aufgenommene Allergene) ist er nicht validiert. Abgesehen davon sind die „Schwachstellen“ des ECT die subjektive Bewertung beim Ablesen der Testergebnisse, die Abhängigkeit des Resultates von der Hautbeschaffenheit der Testperson und natürlich die Belastung des Patienten mit den oft multipel zu testenden Stoffen. Negative ECT-Ergebnisse bei klinisch gesicherter Sensibilisierung (d.h. falsch negative Ergebnisse!) sind häufig [7,8]. Rustemeyer publizierte für Nickel eine Sensitivität des Hauttests von lediglich 54% [9]. Die Intra-Assay-Reproduzierbarkeit des ECT (Test zweifach zeitgleich beiderseits der Wirbelsäule auf dem Rücken eines Patienten durchgeführt) liegt bei lediglich 56 bis 92% [10].

  • Abb. 3: LTT-Befund einer 44-jährigen Patientin mit nachgewiesener Sensibilisierung auf Palladium und Methylmethacrylat.

  • Abb. 3: LTT-Befund einer 44-jährigen Patientin mit nachgewiesener Sensibilisierung auf Palladium und Methylmethacrylat.
    © Dr. Baehr
Der Lymphozytentransformationstest (LTT) hat sich über die Jahre zu einem validierten und akkreditierten Laborverfahren zum Nachweis einer zellulären Sensibilisierung entwickelt (Abb. 3). Selbstverständlich kann auch der LTT falsche Ergebnisse liefern: wenn er nicht korrekt durchgeführt wird. Aber er hat sich seit seiner ersten Erwähnung 1960 durch verbesserte Zellkultur- und Analyseverfahren sowie Zusatz von rekombinantem Interferon-alpha [11] zu einem reproduzierbaren und hochsensitiven Verfahren entwickelt. Die 2008 aktualisierte Stellungnahme des Robert Koch-Instituts sagt, dass eine positive Reaktion im LTT das Vorhandensein von Allergen-spezifischen T-Lymphozyten im Blut für den Patienten belastungsfrei nachweisen kann [12].

Ein weiterer Vorteil des LTT liegt in der Möglichkeit, auch native Werkstoffe (z.B. Kunststoffproben, Wurzelfüllmaterialien oder Metallplättchen) als Originalmaterial auszutesten. Dies ist wichtig, da die Bestandteile insbesondere von Kunststoffmaterialien oft unzureichend deklariert sind. Im Hauttest werden zwar (auch wenn es in den Leitlinien nicht empfohlen wird) ebenfalls Acrylat- oder vergossene Metall-Plättchen eingesetzt, hier ist die Sinnhaftigkeit aber anzuzweifeln: Bei Materialien mit auch nur annährend akzeptablen Materialeigenschaften können sich in so kurzer Zeit allein durch Auflage auf die Haut gar keine ausreichenden Allergenmengen aus dem Material lösen. Diese Art der Testung ist strikt abzulehnen, da sie bei den (üblicherweise) negativen Resultaten eine falsche Sicherheit suggeriert.

Die Multielementanalyse

  • Abb. 4: Die Multielementanalyse einer Speichelprobe der Patientin aus Abb. 3 zeigt neben einer erhöhten Palladiumfreisetzung (Sensibilisierung! siehe LTT-Befund) auch deutlich erhöhte Konzentrationen von Kobalt und Nickel. Neben der Typ-IV-Reaktion auf Palladium sind toxikologische Effekte aller nachgewiesenen Metalle (Palladium, Kobalt, Nickel) möglich.

  • Abb. 4: Die Multielementanalyse einer Speichelprobe der Patientin aus Abb. 3 zeigt neben einer erhöhten Palladiumfreisetzung (Sensibilisierung! siehe LTT-Befund) auch deutlich erhöhte Konzentrationen von Kobalt und Nickel. Neben der Typ-IV-Reaktion auf Palladium sind toxikologische Effekte aller nachgewiesenen Metalle (Palladium, Kobalt, Nickel) möglich.
    © Dr. Baehr
Nicht nur bei Verdacht auf eine toxische Belastung, sondern im kurativen Fall auch bei nachgewiesener Sensibilisierung stellt sich oft die Frage, ob das nachgewiesene Metall oder Acrylat aus dem Zahnersatzmaterial des Patienten freigesetzt wird. Nur in diesem Fall hat es eine unmittelbare Konsequenz für das zahnärztliche Handeln. Wohingegen die Analytik der Kunststoffbestandteile noch in den Kinderschuhen steckt, bietet für die Metalle die Multielementanalyse (MEA) mittels Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS) die Möglichkeit, in einer Speichelprobe zahlreiche Metalle bereits in einem Konzentrationsbereich von 1 ng/ml nachzuweisen (Abb. 4). Zu unterscheiden ist die basale Freisetzung, die in einer einfachen Speichelprobe gemessen wird, von der sogenannten „stimulierten“ Freisetzung, die durch mehrminütiges Kaugummikauen angeregt wird. Während der Kautätigkeit werden infolge Abriebs in der Regel deutlich höhere Mengen an Metallen in den Speichel abgegeben als im Ruhezustand [13], die dann einer Diagnostik zugeführt werden können.

Indiziert ist eine Messung der Metallbelastung auch dann, wenn keine individuelle Sensibilisierung vorliegt, aber trotzdem der klinische Verdacht auf eine Unverträglichkeit des eingesetzten Materials besteht – insbesondere dann, wenn eine Beeinflussung von intestinalen Barrieremechanismen im Vordergrund steht. Hier könnten toxisch-irritative Effekte der freigesetzten und verschluckten Metalle zum Tragen kommen – auch dann, wenn die Konzentrationen mehrerer Metalle noch im subtoxischen Bereich liegen, weil Vielfachbelastungen die Wirkungen des einzelnen Metalls potenzieren können [14]. Daher kann man gerade auch bei dieser Fragestellung die Vorteile der hoch sensitiven Multielementanalyse ins Feld führen.

Es sei betont, dass der Speicheltest nur über die Freisetzung von Material Auskunft gibt; die Auswertung der Ergebnisse insbesondere hinsichtlich einer schädigenden Wirkung des nachgewiesenen Stoffes obliegt dem Arzt bzw. Zahnarzt. Entscheidenden Einfluss auf die Interpretation einer Multielementanalyse kann auch die Wahl des Analysematerials haben. So gibt die Metallbestimmung im Speichel (basal oder Kaugummi-stimuliert) im Ausnahmefall nicht nur die aktuelle Freisetzung aus dem Zahnersatz wieder – etwaige Rückstände aus Nahrungsmitteln und Zahncreme können ebenso in das Messergebnis einfließen. Dies kann aber durch gründliches Spülen des Mundes mit Wasser und eine mindestens 2-stündige Karenzzeit zur letzten Mahlzeit oder zur Zahnpflege vermieden werden [15].

Von der Exposition im Mundraum strikt zu unterscheiden ist die systemische Belastung prodes Organismus, da der Darm nur einen geringen Teil der Metalle aus dem verschluckten Speichel resorbiert [16]. Ferner stammt eine messbare systemische Belastung (also bei Messung im Blut oder im Urin) nicht nur aus dem Zahnersatz, sondern aus zahlreichen weiteren Quellen, wie z.B. aus der Nahrung, dem Trinkwasser, der Atemluft sowie aus möglichen endogenen Quellen (z.B. Endoprothesen). Dennoch zeigen Studien, dass z.B. die Quecksilberkonzentration im Urin mit der Zahl vorhandener Amalgamfüllungen korreliert, entsprechend einer kontinuierlichen systemischen Aufnahme aus einer chronischen Expositionsquelle [17]. Das gilt auch für andere Metalle. Dies spricht dafür, dass sich die Multielementanalyse im Blut oder Urin zur Messung der systemischen Metallbelastung aus Zahnersatz eignet – mit der Einschränkung, dass sich die Messwerte durch akute Belastungen aus anderen Quellen erhöhen, wie z.B. durch eine Mahlzeit mit belastetem Fisch. Vor allem bei chronischer Belastung wird der basalen Urinmessung (Morgenurin) oft die Multielementanalyse im Urin nach Gabe von Chelatbildnern (z.B. DMPS, DMSA, EDTA) vorgezogen.


Substanzen zur Ausleitung von (Schwer-)Metallen sind unter anderem:

  • DMPS – Dimercaptopropansulfonsäure
  • DMSA – Dimercaptobernsteinsäure
  • EDTA – Ethylendiamintetraessigsäure

Diese Substanzen gehören zur Gruppe der „Chelatbildner“ (griech. „chele“ greifen, umklammern). Sie liegen als Molekülketten vor, die Metallionen in einen Ring einbringen können. Auf diese Weise binden sie im Gewebe gespeicherte (Schwer-)Metalle, die dann der renalen Ausscheidung zugeführt werden [21]. Diese Chelatbildner werden auch als Gegengifte bei Notfällen mit inkorporierten Schwermetallen eingesetzt, indem sie sich mit ihrer „Fracht“ über den Urin ausschwemmen lassen (Chelattherapie).


Eine Multielementanalyse des 24h-Sammelurins mit Chelatbildnern gibt Auskunft über die kumulative Gesamtbelastung des Organismus. Die Ausleitung wird damit gleichzeitig diagnostisch und – durch Minderung der Schwermetalllast des Patienten – kurativ genutzt.

Typ-I-Sensibilisierungen

Während die äußerst seltenen Immunglobulin- E-vermittelten Typ-I-Sensibilisierungen oder Pseudoallergien auf Metalle in der Praxis vernachlässigbar sind, muss bei Acrylaten (z.B. MMA, HEMA, TEGDMA, BIS-GMA) und Naturstoffen (z.B. Guttapercha) auch an Typ-I-Sensibilisierungen gedacht werden. Vor allem wenn Beschwerden innerhalb weniger Stunden nach Einbringung dieser Materialien auftreten, sollte dies mit dem Basophilen- Degranulationstest (BDT) untersucht werden.

Titanempfindlichkeit

Im Unterschied zu anderen Metallen spielen die Typ-IV-Allergien beim Titan kaum eine Rolle. Titan kommt im Gegensatz zu Metallen wie Palladium, Quecksilber oder Nickel im Körper nicht in ionisierter Form vor, da es in physiologischen pH-Wert-Bereichen unmittelbar nach seiner Freisetzung oxidiert. Daher kann Titan nicht wie andere Metalle mit körpereigenen Proteinen reagieren und diese modifizieren. Titan ist deshalb aber nicht „inert“. Titanoxidpartikel rufen eine partikelinduzierte Entzündung hervor, indem sie im implantatnahen Gewebe von Makrophagen phagozytiert werden, die diesen Reiz mit der Ausschüttung von osteoresorptiven, proentzündlichen Zytokinen (TNF-α, IL1-β) beantworten [22]. Da die Hyperreaktivität der Makrophagen weder mit dem Epikutantest noch mit dem Lymphozytentransformationstest nachweisbar ist, wurde für diese Fragestellung mit dem Titan-Stimulationstest ein kostengünstiger Screeningtest entwickelt [23]. In dem zweiten zur Verfügung stehenden Verfahren werden funktionell relevante Polymorphismen in den Genen für TNF-α, IL1-α, IL1-β und dem IL1-Rezeptorantagonisten nachgewiesen. Dieses molekulargenetische Verfahren hat den Vorteil, dass es nicht von aktuellen Entzündungsgeschehen oder immunsuppressiven Therapien beeinflusst wird. Die genetische Testung erlaubt anhand der gefundenen Allelkombination die Zuordnung zu einem Entzündungsgrad. Patienten mit Entzündungsgrad 2–4 gelten als High-Responder. Eine Studie bestätigte die prognostische Aussagekraft beider Analysen [24]: Ein positiver Titanstimulationstest stellt nachweislich einen von Alter, Geschlecht und Raucherstatus unabhängigen Risikofaktor dar und erhöht das Risiko für ein Titan-assoziiertes Entzündungsgeschehen bzw. einen Implantatverlust um das 12-Fache. Dieses Risiko nimmt auch unabhängig vom Ergebnis des Titanstimulationstests mit steigendem Entzündungsgrad signifikant zu. In der Praxis werden beide Tests meist kombiniert eingesetzt.


Weiterführende Informationen zur Titanunverträglichkeit und -empfindlichkeit

Es gibt theoretisch zwei voneinander unabhängige immunologische Mechanismen, die zu einer Titan-induzierten Entzündung führen könnten. Das sind einerseits Allergien, andererseits verstärkte Entzündungsneigungen auf Fremdpartikel. Während bei Allergien das spezifische Immunsystem verantwortlich ist, spielen bei der erhöhten Entzündungsneigung die Gewebemakrophagen des unspezifischen Immunsystems die Schlüsselrolle. Es besteht Einigkeit darüber, dass Allergien (Typ-IV-Allergien), wie sie auf andere Metalle wie Nickel oder Kobalt häufig auftreten, beim Titan aber allenfalls eine Rarität darstellen [25].

Studien haben gezeigt, dass bei zahnmedizinischen Implantationen das verwendete Implantatmaterial einen Einfluss auf die Einheilrate haben kann [26]. Vergleicht man die stimulative Potenz verschiedener Materialien, so stimulieren Titanoxidpartikel Makrophagen weit stärker, als es Zirkoniumdioxidpartikel tun [22, 27]. Makrophagen reagieren nach Kontakt mit Titanoxidpartikeln mit der Ausschüttung proentzündlicher Zytokine wie Tumor-Nekrose-Faktor-α (TNF-α) und Interleukin-1 (IL-1). Perala demonstrierte die Induktion von TNF-α und IL-1 auch in vitro nach Koinkubation von nativem Implantatmaterial, was sicherstellt, dass tatsächlich immunogene Titanoxidpartikel aus den Materialien freigesetzt werden [28]. Die Schlüsselrolle der Gewebemakrophagen, zu denen auch die Osteoklasten gehören, ist im Zusammenhang mit aseptischen Implantatlockerungen unbestritten. Es ist bekannt, dass die von Makrophagen sezernierten Zytokine TNF-α und IL-1 die Aktivität von Osteoklasten steigern, welchen ihrerseits eine Schlüsselrolle bei der Osteolyse zugeschrieben wird.

Die Tatsache, dass die Titanoxid-induzierte Inflammation und die Osteolyse nur in einer Subgruppe der Patienten zum Implantat- assoziierten Immungeschehen bzw. Implantatverlust führen, hat schon frühzeitig die Annahme entstehen lassen, dass eine individuelle genetische Prädisposition hier eine entscheidende Rolle spielt [29]. Das Ausmaß und der Verlauf der Titan-induzierten Entzündungsantwort werden nachweislich durch das Verhältnis pro- und antientzündlicher Zytokine bestimmt. Mit welcher Intensität die Zytokine im Rahmen der Immunantwort freigesetzt werden, ist durch funktionell relevante Polymorphismen in den Genen der Zytokine individuell festgelegt. Inzwischen ist für diese Polymorphismen in einer Vielzahl von Studien der Zusammenhang zur Titan-assoziierten Periimplantitis [30], zum Implantatverlust [31,32] und zum periimplantären Knochenverlust [33] gezeigt.

Die Prädisposition für eine gesteigerte Entzündung auf Titanoxidpartikel kann auch in der Art eines Screeningtests über die Ex-vivo-Induktion von Entzündungszytokinen nach Stimulation von Patientenblut mit Titanpartikeln (Titanstimulationstest) nachgewiesen werden. Beide Tests zeigen eine sehr gute Korrelation, was in einer retrospektiven Studie an 109 Patienten von Jacobi-Gresser et al. bestätigt wurde [34]. Das mit steigender Anzahl an Risikogenotypen zunehmende Risiko eines Titanimplantatverlustes verdeutlicht einen additiven Effekt der untersuchten Polymorphismen. Nach logistischer Regression erwiesen sich ein positiver Titanstimulationstest (p < 0,0001, OR = 12,01) und die Anzahl an Risikogenotypen (p < 0,046, OR = 1,57–6,01) als jeweils unabhängige Risikofaktoren für einen Titanimplantatverlust.

Die Bestimmung der IL1A-, IL1B-, IL1RN- und TNFA-Polymorphismen und die Durchführung des Titanstimulationstests stellen somit mögliche prädiktive Laborparameter für den Erfolg von zahnmedizinischen Titanimplantationen dar und erlauben eine individuelle Risikoevaluierung vor Einbringung von Titan.

Zirkoniumdioxidimplantate

Der Partikelabrieb an Zirkoniumdioxidimplantaten ist im Vergleich zum Abrieb an Titanimplantaten weit geringer. Zudem ist auch, wie oben beschrieben, die stimulative Potenz von Zirkoniumdioxidpartikeln weit geringer als die der Titanoxidpartikel. Daher hat sich auch im diagnostischen Bereich ein „Zirkoniumdioxidstimulationstest“ nicht etabliert, denn in nahezu allen Fällen ist keine Zytokinfreisetzung messbar. Es gibt bis dato auch keine Studien, die belegen würden, dass die oben erwähnten Polymorphismen relevant wären für das Implantatverlustrisiko bei Verwendung von Zirkoniumdioxid. Dies verdeutlicht, dass die Ergebnisse im Titanstimulationstest und in der Bestimmung der Polymorphismen eine Risikoevaluierung vor Einbringung von Titan erlauben, nicht aber auf die Verwendung von Zirkoniumdioxid übertragen werden können. Derzeit stellt Zirkoniumdioxid gerade für Patienten mit erhöhter Entzündungsneigung auf Titanoxidpartikel (positiver Titanstimulationstest) oder bei Trägern der Polymorphismen (genetischer Entzündungsgrad 3–4) aus immunologischer Sicht eine sehr gute Alternative dar.


Konsequenz für die Zahntechnik

Der gezielte Einsatz verschiedener Laborverfahren auf der Basis einer ausführlichen Anamnese und klinischen Untersuchung sowie die Interpretation der Ergebnisse erfordern einen engen Dialog zwischen Zahnarzt, Arzt und Zahntechniker. Der Zahntechniker ist hinsichtlich der Materialien der wichtigste Ansprechpartner. Aus Sicht der Zahntechnik sind die zunehmenden Sensibilisierungen auf Metalle und Acrylate insofern bedeutsam, dass die Verarbeitung entscheidend ist. Selbst wenn eine Sensibilisierung auf einen Materialbestandteil gegeben ist, kann es nur zur klinischen Manifestation kommen, wenn das Allergen auch in relevanten Mengen aus dem Zahnersatz freigesetzt wird. Das unterstreicht die Bedeutung von Korrosionsfestigkeit, hohem Polymerisationsgrad oder auch Beschränkung der Materialvielfalt pro Patient. Je mehr verschiedene Metalle oder Acrylate verarbeitet sind, desto höher ist die Gefahr, dass gegen eine Substanz davon eine Sensibilisierung besteht oder sich zukünftig entwickelt. Lote sollten aus diesem Grund vermieden werden.

Insgesamt ist zu betonen, dass keramische Versorgungen aus allergologischer Sicht immer die beste Alternative darstellen, da Keramiken nach heutigem Wissen allergologisch unbedenklich sind. Vermutete „Keramikunverträglichkeiten“ beruhen nahezu immer auf Allergien gegen Acrylate, wenn Adhäsive zur Befestigung verwendet werden.

Zukünftig sollte die intensive interdisziplinäre Kommunikation zwischen Zahnmedizin und Zahntechnik noch stärker als bisher zur Grundlage für die Behandlung betroffener Patienten gemacht werden. Tiefgehende Kenntnisse in der Umweltzahnmedizin und -technik sind zielführend.

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Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Dr. Volker von Baehr - Dr. Katrin Huesker


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