Neu: Zahnimplantate unter Strom

Infektionen an Zahnimplantaten sind gefürchtet. Das Risiko ist groß, dass sich dadurch der Kieferknochen zurückbildet.

Forschende der ETH und der Universität Zürich haben nun eine Methode entwickelt, die den entzündungsverursachenden Bakterien effizient zu Leibe rücken könnte.

Die Titanschraube eines Zahnimplantats unter Strom setzen? Was eher nach einer Foltermethode tönt, ist völlig ungefährlich und medizinisch durchaus sinnvoll, denn die richtige Dosis Strom lässt Bakterien absterben. Allerdings ist alles eine Frage des Maßes: Die wenigen Milliampère, die dafür ausreichen, werden vom Patienten kaum wahrgenommen oder äußern sich höchstens durch ein leichtes Muskelzucken.

Zehn Prozent der Implantate machen Probleme
Bei ca. zehn Prozent der Implantate treten Probleme auf, meist im ersten Jahr nach dem Eingriff. Das Implantat verheilt erst gar nicht mit dem Knochen oder das Gewebe rund um ein Implantat kann sich infizieren. Eine Infektion kann schließlich bis zum Knochenschwund führen und dazu, dass das Implantat wieder entfernt werden muss.

Die Behandlung solcher Entzündungen erfolgt heute mechanisch oder mit lokal angewendeten Antibiotika - dies bedeutet in vielen Fällen eine Belastung für die Patienten und Patientinnen. Ziel der Zürcher Forscher war es deshalb, ein nicht invasives Verfahren zu entwickeln, um diese Entzündungen effizient und schonend zu behandeln. Um die Situation im Kiefer zu simulieren, nutzten die Wissenschaftler ein mit physiologischer Kochsalzlösung hergestelltes Gelatinepräparat. In dieses platzierten sie original Titan-Implantate, die sie zuvor mit einem Bakterienfilm aus E.coli-Bakterien beschichtet hatten.

Bakterien nach 15 Minuten beseitigt
Im Experiment dient für den Stromfluss je ein Implantat als Kathode (Minuspol) und eines als Anode (Pluspol). Die Implantate werden 15 Minuten lang einer Stromstärke zwischen 0 und 10 Milliampére ausgesetzt. Die durch das erzeugte Spannungsfeld verursachte Elektrolyse führt dazu, dass Wassermoleküle an der Kathode in Hydroxid-Ionen zerlegt werden und somit der pH-Wert steigt. Farbindikatoren in der Gelatine zeigen das alkalische Milieu durch einen Farbumschlag an. An der Anode hingegen sinkt der pH-Wert, es bildet sich ein saures Milieu. Aus der Kochsalzlösung entstehen stark oxidative - in dieser Konzentration aber ungefährliche - Substanzen wie Chlor. Diese Substanzen haben eine viel höher desinfizierende Wirkung als das rein alkalische Milieu an der Kathode. Die Versuchsreihen mit unterschiedlichen Stromstärken zeigen, dass bei den Implantaten, bei denen ein saures Milieu erzeugt wurde, nach einer fünfzehnminütigen Behandlung 99% der Bakterien abgetötet werden.

In Zukunft würde deshalb das Implantat von Patienten die Funktion der Anode übernehmen. Ein Clip an der Lippe könnte als Kathode verwendet werden. Momentan sind die Wissenschaftler dabei, ein entsprechendes Gerät zu entwickeln, das zum Beispiel bei Hunden eingesetzt und damit getestet werden könnte. Parallel dazu erweitern die Wissenschaftler ihre In-vitro-Versuche mit einer breiteren Bakterienpopulation, die der Bakterienvielfalt im Mund entspricht.

Mohn D, Zehnder M, Stark WJ, Imfeld T (2011): Electrochemical Disinfection of Dental Implants - a Proof of Concept.