Alignertherapie und Ästhetik - Beeinflusst mechanische Abrasion die Farbstabilität von Komposit-attachments?

Die Alignertherapie hat sich in den vergangenen Jahren als fester Bestandteil der modernen Kieferorthopädie etabliert (1,2). Neben funktionellen Aspekten rückt dabei zunehmend die Ästhetik in den Fokus – insbesondere im Frontzahnbereich.

Kompositattachments spielen dabei eine zentrale Rolle, da sie komplexe Zahnbewegungen ermöglichen und die Effizienz der Behandlung maßgeblich steigern (3). Gleichzeitig stellen sie jedoch einen potenziellen Schwachpunkt dar: Ihre langfristige Farbstabilität unter klinischen Bedingungen ist bislang nur unzureichend untersucht (4). Ein bislang wenig beachteter Einflussfaktor ist die mechanische Belastung durch das wiederholte Ein- und Aussetzen der Aligner. Studien zeigen, dass Patientinnen und Patienten ihre Schienen durchschnittlich mehrmals täglich entfernen (5,6). Diese zyklische Beanspruchung führt zwangsläufig zu einer Oberflächenveränderung der Attachments (7) – mit potenziellen Auswirkungen auf deren Anfälligkeit für Verfärbungen (8).

Farbstabilität und Alignerabrasion

Vor diesem Hintergrund untersuchte eine In-vitro-Pilotstudie den Einfluss simulierter Alignerabrasion auf die Farbstabilität von Kompositattachments. Ziel war es, zu evaluieren, ob mechanische Vorbelastung die Aufnahme von Farbstoffen aus typischen Genussmitteln wie Tee, Kaffee und Rotwein begünstigt (9). Die Untersuchung wurde im Rahmen einer Masterarbeit an der Sigmund Freud PrivatUniversität Wien unter der Anleitung von Prof. Dr. Michael Bertl durchgeführt. Zur Simulation klinisch relevanter Belastungen wurde ein standardisierter Versuchsaufbau entwickelt, bei dem die mechanische Beanspruchung der Attachments durch einen Roboterarm reproduzierbar nachgebildet wurde (Abb. 1). Dieser führte kontrollierte Insertions- und Entfernungszyklen der Aligner durch, indem er die Schienen automatisiert von einem Typodontenmodell abzog und wieder einsetzte. Auf diese Weise konnte die tägliche Handhabung durch Patientinnen und Patienten realitätsnah simuliert werden. Basierend auf publizierten Nutzungsdaten wurde ein intensiviertes Szenario mit mehreren Zyklen pro Tag über einen Zeitraum von zwei Wochen gewählt, um eine maximale mechanische Belastung abzubilden. Durch den Einsatz des Roboterarms konnte eine hohe Reproduzierbarkeit und Standardisierung der Krafteinwirkung gewährleistet werden – ein entscheidender Vorteil gegenüber manuellen Versuchsansätzen. Im Anschluss an die mechanische Vorbehandlung wurden die Proben in färbende Lösungen eingelagert. Die Farbanalyse erfolgte mittels Spektralphotometrie unter Verwendung etablierter Parameter wie ∆E (Gesamtfarbabweichung), Helligkeit (L), Farbsättigung (C) und Farbtonwinkel (h).

Ergebnisse

Die Ergebnisse zeigen ein differenziertes Bild: Während für Kaffee nur moderate Veränderungen nachgewiesen werden konnten, zeigten insbesondere Tee und Rotwein signifikante Unterschiede zwischen mechanisch vorbehandelten und unbehandelten Proben. Auffällig war dabei vor allem eine deutliche Abnahme der Helligkeit sowie eine signifikante Zunahme der Gesamtfarbabweichung in der Testgruppe. Im Fall von Rotwein (Abb. 2) kam es zu ausgeprägten Veränderungen aller untersuchten Farbparameter, was auf eine erhöhte Penetration von Farbpigmenten in die Materialstruktur hinweist (9). Diese Beobachtungen legen nahe, dass die mechanische Beanspruchung durch Aligner nicht nur zu einer makroskopischen Abnutzung führt, sondern auch mikroskopische Oberflächenveränderungen induziert. Diese könnten die Rauigkeit erhöhen und somit die Adsorption und Absorption von Farbstoffen begünstigen. Der Zusammenhang zwischen Oberflächenstruktur und Verfärbungsverhalten ist aus der restaurativen Zahnheilkunde bekannt und scheint sich auch auf kieferorthopädische Attachments übertragen zu lassen (8,10). Für die klinische Praxis ergeben sich daraus relevante Implikationen. Insbesondere bei Patientinnen und Patienten mit hohem Konsum färbender Substanzen kann es im Verlauf der Behandlung zu ästhetisch störenden Veränderungen kommen. Dies betrifft vor allem den sichtbaren Frontzahnbereich, in dem selbst geringe Farbabweichungen wahrgenommen werden. Eine mögliche Konsequenz ist die Notwendigkeit einer frühzeitigen Nachbearbeitung oder Erneuerung der Attachments. Darüber hinaus unterstreichen die Ergebnisse die Bedeutung einer gezielten Patientenaufklärung. Neben Hinweisen zur Tragedauer und Handhabung der Aligner sollte auch der Einfluss von Ernährungsgewohnheiten auf die Ästhetik der Behandlung thematisiert werden. Gleichzeitig könnten materialwissenschaftliche Optimierungen – etwa hinsichtlich Abrasionsresistenz und Oberflächenstabilität – zukünftig dazu beitragen, die Langzeitästhetik weiter zu verbessern (10). Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass es sich um eine In-vitro-Studie handelt. Die orale Umgebung ist durch eine Vielzahl zusätzlicher Faktoren geprägt, darunter Speichel, Biofilm, Temperaturwechsel und individuelle Mundhygiene. Diese Einflüsse lassen sich im Labor nur begrenzt abbilden. Weitere In-vivo-Untersuchungen sind daher erforderlich, um die klinische Relevanz der beobachteten Effekte abschließend zu beurteilen. Zusammenfassend zeigt sich, dass die mechanische Interaktion zwischen Aligner und Attachment einen bislang unterschätzten Einfluss auf die ästhetische Stabilität von Kompositmaterialien haben kann. Die Kombination aus Abrasion und externer Farbexposition stellt einen relevanten Faktor dar, der in der kieferorthopädischen Behandlungsplanung und -durchführung künftig stärker berücksichtigt werden sollte.

Dr. med. dent. Luca L. Schröder, BScMed, B.A.
E-Mail: lucaschroeder@live.de
Zahnklinik der Sigmund Freud Privatuniversität
Freudplatz 3, 1020 Wien

Quellen:
1
Kesling HD. The philosophy of the tooth positioning appliance. Am J Orthod. 1945;31
2
Align Technology Inc. Invisalign System – Clinical Overview. 1997
3
Simon M, Keilig L, Schwarze J, Jung BA, Bourauel C. Treatment outcome and efficacy of an aligner technique. J Orofac Orthop. 2014;75
4
Joiner A. Tooth colour: a review of the literature. J Dent. 2004;32(Suppl 1).
5
Miller KB, McGorray SP, Womack R, et al. A comparison of treatment impacts between Invisalign and fixed appliances. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 2007;131
6
Shalish M, Cooper-Kazaz R, Ivgi I, et al. Adult patients’ adjustability to orthodontic appliances. Angle Orthod. 2012;82
7
Eliades T, Bourauel C. Intraoral aging of orthodontic materials. Semin Orthod. 2005;11:146–155
8
Bagheri R, Burrow MF, Tyas M. Influence of food-simulating solutions on color stability of composites. J Dent. 2005;3
9
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10
Ferracane JL. Resin composite—state of the art. Dent Mater. 2011;27