Der Zahnschmelz ist das härteste Zellprodukt des Menschen und besteht aus komplexem Hydroxylapatit, in dem vor allem die Mineralien Calcium und Phosphor vorkommen [1]. Üblicherweise liegt an der Zahnoberfläche ein dynamisches Gleichgewicht zwischen Demineralisation und Remineralisation des Zahnschmelzes vor. Im Sauren sind Apatite leicht löslich. Sinkt der pH-Wert auf 5,7 bis 5,4 ab, entkalkt der Schmelz zunächst reversibel (Demineralisation). Dieser Säureanstieg entsteht beispielsweise bei bakterieller Zersetzung von kurzkettigen Kohlenhydraten durch kariogene Bakterien wie Streptococcus mutans und Lactobacillen. Hält der Mineralverlust länger an, erscheinen kreidig-weiße Flecken als Initialkaries auf den Zähnen. Spätestens dann kommt neben einer Einschränkung des Zuckerkonsums und sorgfältiger Mundhygiene Fluorid ins Spiel. Unbehandelt ist es sonst nur eine Frage der Zeit, bis ein kariöser Defekt entsteht. Insbesondere bei Kindern mit unreifem Zahnschmelz können ­dazwischen nur wenige Monate liegen [2].

Fluorid stoppt Demineralisierung

In der Behandlung von Initialkaries sowie in der Prophylaxe haben Fluoride ihren festen Stellenwert. Bei lokaler Anwendung in der Mundhöhle erfüllen sie mehrere Effekte: Einerseits ersetzt Fluorid teilweise die Hydroxylgruppe des ­Apatits und erhöht so die Stabilität des Kristallgitters im Schmelz. Mischkristalle aus Fluor- und Hydroxylapatit sind wesentlich säureresistenter. Experten sprechen von einem „stabilen Fluoridreservoir“ [3, 4].

Andererseits entstehen mit Calcium-Ionen (aus Speichel und Zähnen) ein Calciumfluorid-Präzipitat an Zahnoberflächen und Plaque. Diese Deckschicht trägt im besonderen Maße zum Kariesschutz bei. Denn sinkt der pH-Wert, setzt sie ­Fluorid-Ionen frei, die die rasche Remineralisierung mit ­Calcium- und Phosphat-Ionen beschleunigen. Aus dem pH-Wert-gesteuerten, labilen Fluorid-Reservoir setzt die Wirkung glücklicherweise genau dann ein, wenn sie gebraucht wird: beim Säureangriff. Die ­Bildung dieser Schicht hängt unter anderem von der Fluorid-Konzentration, dem pH-Wert sowie der Art der eingesetzten Fluorid-Verbindung ab. Tatsächlich entsteht das Calcium­fluorid-Präzipitat bei neutralem pH-Wert erst ab einer Fluorid-Konzentration von 300 ppm [5]. Werden niedrigdosierte Kinderzahnpasten verwendet, kann das problematisch werden, denn mit Speichel verdünnt wird die erforderliche Konzentration mitunter gar nicht erreicht. Seit 2021 lautet die Empfehlung daher auch schon für Kinder ab dem ersten Zahn einheitlich 1000 ppm Fluorid statt der zuvor gängigen 500 ppm [6]. Zusätzlich hemmen Fluoride in Labor­untersuchungen den Kohlenhydratmetabolismus säure­produzierender Mikroorganismen. Ob der antimikrobielle ­Effekt aufgrund der niedrigen Konzentrationen bei Verwendung Fluorid-haltiger Zahn­pasten aber tatsächlich zur ­Kariesprävention beiträgt, bleibt unklar. Zusammengefasst härtet Fluorid also den Schmelz und verschiebt das Gleichgewicht von der De- zur Remineralisation [3, 4, 5].

Fluorid ist nicht gleich Fluorid

Obwohl die Fluorid-Wirkung vom freien Anion ausgeht, ­unterscheiden sich die lokal eingesetzten Verbindungen. Diese sind:

• Natriumfluorid
• Natriummonofluorphosphat
• Zinn(II)-fluorid
• Aminfluoride wie Dectafluor und Olaflur.

Natriumfluorid ist in Zahnpflegeprodukten weit verbreitet und liefert dank der guten Wasserlöslichkeit rasch freie ­Fluorid-Ionen. Da Calcium-reiche Hilfsstoffe die Bioverfügbarkeit deutlich herabsetzen, wird in Zahnpasten z. B. auf Calciumcarbonat-haltige Putzkörper verzichtet. Im Gegensatz dazu unterstützt Calciumcarbonat bei Natriumfluorphosphat sogar die karieshemmende Wirkung [7]. Allerdings liegt Fluor in dieser Verbindung kovalent gebunden vor und freie Fluorid-Ionen entstehen erst durch Hydrolyse. Da hierfür die Kontaktzeit beim Zähneputzen zu kurz ist, kann keine Calciumfluorid-Deckschicht als labiles Fluorid-Reservoir auf den Zähnen entstehen [8]. Auf dem deutschen Markt spielt Natriumfluorphosphat aber nur eine untergeordnete Rolle.

Zinn(II)-Ionen aus Zinnfluorid wirken deutlich antibakteriell. Oxidieren sie zu Sn⁴⁺, verlieren sie aber nicht nur ihre antibakterielle Wirkung, sondern verursachen durch Bildung von Zinn(IV)-sulfid Zahnverfärbungen. Kein Wunder also, dass Zinnfluorid bis in die 1980er-Jahre fast vollständig aus Zahnpasten verschwand. Nun erlebt diese Verbindung eine Renaissance und wird bei Entzündungen sowie überempfindlichen Zahnhälsen geschätzt. Dabei greifen Hersteller in die Trickkiste: Moderne Präparate enthalten Putzkörper ­gegen die Verfärbungen sowie Stabilisatoren wie das Aminfluorid Olaflur oder werden wasserfrei formuliert [9].

Aminfluorid dient als Sammelbegriff für Wirkstoffe wie Dectaflur und Olaflur. Genau genommen handelt es sich ­dabei um kationische Tenside, die über einen hydrophoben, langkettigen Alkylrest und mindestens eine hydrophile, protonierte Amin-Gruppe mit Fluorid als Anion verfügen. Durch diese Molekülstruktur besitzen sie oberflächenaktive Eigenschaften: Sie verteilen sich nicht nur besser in der Mundhöhle, sondern haften auch länger und erreichen dank ihrer Affinität zu Plaque dort etwas höhere Fluorid-Konzentrationen. Zusätzlich begünstigt ihr niedriger pH-Wert im Bereich zwischen 4,5 und 5 eine rasche Bildung von Calcium­fluorid an der Zahnoberfläche [4]. Bei diesem pH-Wert ­genügen bereits Konzentrationen von 100 ppm Fluorid [5]. Vor dem Hintergrund, dass Zähne oft nicht lang genug ­geputzt werden, ist das besonders vorteilhaft. Auch mit ihrer bakterienhemmenden Wirkung im Zahnbelag stachen Aminfluoride im Labor gegenüber anderen Fluoriden positiv hervor. Eine Studie aus 2008 konnte zeigen, dass Amin­fluorid signifikant das Wachstum von Streptococcus ­mutans und die Adhäsion am Zahnbelag hemmt. Entscheidend hierfür ist vermutlich die elektrostatische Interaktion zwischen kationischem Amin und der negativ geladenen Bakterienzellwandoberfläche [10]. Die Kombination von Zinnfluorid und Aminfluorid wirkt dabei synergistisch (s. Tab. 1).

Also sind Zahnpasten ohne Aminfluorid schlecht? Nein, ­beschwichtigt Prof. Dr. Ulrich Schiffner, Oberarzt an der Poliklinik für Parodontologie, präventive Zahnmedizin und Zahnerhaltung in Hamburg-Eppendorf gegenüber der DAZ (s. Interview unten). Schließlich seien sämtliche Untersuchungen mit Aminfluoriden standardisiert im Labor durchgeführt worden, während Unterschiede in der Praxis dagegen kaum darstellbar seien. Entscheidend sei vielmehr, dass eine Fluorid-haltige Zahnpasta mit ­ausreichender Konzentration verwendet wird. Denn bei ­Fluoriden herrscht eine lineare Dosis-Wirkungs-Beziehung. Enthalten Zahncremes mehr als 1500 ppm Fluorid, ist nicht mehr von Zahnpflegeprodukten, sondern Arzneimitteln die Rede. Sie werden bei erhöhtem Kariesrisiko eingesetzt, wenn Patienten beispielsweise eine feste Zahnspange tragen oder ältere Menschen freiliegende Zahnhälse haben. Ein Beispiel ist das hochdosierte Dentalgel Elmex^® Gelee, das einmal wöchentlich angewendet wird und eine Mischung aus Aminfluoriden und Natriumfluorid enthält. Die Anwendung ist etwa ab Schulalter möglich, sobald Kinder kontrolliert ausspucken können. Im Rahmen der Individualprophylaxe ist bis zum 17. Lebensjahr eine Verordnung zu Lasten der gesetzlichen Krankenkasse möglich. Dies betrifft allerdings nur Arzneimittel, also apothekenpflichtige Präparate [11].

Bei festsitzenden kieferorthopädischen Apparaturen sind Fluorid-haltige Spüllösungen ebenfalls eine gute Möglichkeit (s. Tab. 2). Denn nach Entfernung der Zahnspange weist fast jeder Vierte sichtbare Demineralisierungen am Zahnschmelz auf. Diese White-Spot-Läsionen bleiben oft permanent bestehen und stören nicht zuletzt die Ästhetik [12]. Grundsätzlich müssen Fluorid-haltige Zahnpasten, Lösungen und Gele regelmäßig angewandt werden (s. Tab. 3). Schließlich lässt die Fluoridkonzentration und -wirkung je nach Präparat rasch innerhalb von Stunden bis Tagen nach.

Fluorid-Lack für jung und alt

Deshalb verwenden Zahnärzte hochdosierte Fluorid-Lacke, die besonders intensiv und lang anhaltend haften. „Seit 2019 wird die Applikation von Fluorid-Lacken bereits bei Kleinkindern im größeren Umfang durchgeführt“, erklärt Schiffner. Hintergrund sei eine Leistungserweiterung des Katalogs der gesetzlichen Krankenkassen, basierend auf einem ­Beschluss des Gemeinsamen Bundesausschusses (G-BA). Durch die mehrmals jährliche Applikation kann das Auftreten von Karies (primäre Kariesprävention) reduziert und schon vorhandene Kariesläsionen arretiert werden. Auch Senioren profitieren von einer Lackapplikation durch den Zahnarzt, um Wurzelkaries vorzubeugen. Diese betrifft nur freiliegende Zahnhälse und tritt meist als Folge von mangelhafter mechanischer Reinigung, wenig Speichel und vermehrtem Zuckerkonsum auf. Wurzelkaries ist weit verbreitet, im Alter von 65 bis 74 Jahren ist bereits bei 32% mindestens ein Zahn betroffen [13]. Dentin enthält im Vergleich zum Schmelz einen höheren Carbonat-Anteil und ist empfindlicher gegenüber Säuren. Deshalb werden zum Kariesschutz und zur Remineralisierung wesentlich höhere Fluorid-Konzentrationen benötigt [14], wie z. B. in der verschreibungspflichtigen Zahnpasta Duraphat^®. Sie enthält 5000 ppm Fluorid für die tägliche Anwendung [15]. Viele Patienten mit freiliegenden Zahnhälsen klagen zudem über Schmerzempfindlichkeit der Zähne. Dabei werden thermische oder osmotische Reize an offenliegenden Dentin­tubuli als schmerzhaft wahrgenommen. Auch hier können hoch­dosierte Fluorid-Gele helfen, indem Calciumfluorid das freiliegende Dentin temporär verschließt. Alternativ gelingt dies beispielsweise mit Hydroxylapatit (Bioniq^® Repair, ­ApaCare^® Zahnpasta) oder Kaliumnitrat, das die Reizweiter­leitung ebenfalls beeinflusst (Sensodyne F, 5% KOH) [11].

Überdosierung vermeiden

Wie so oft entscheidet aber die richtige Dosis über Gift oder Segen. Eine dauerhafte Fluorid-Überdosierung stört die Zahnschmelzbildung und führt ebenfalls zu weißen oder bräunlichen Flecken. Diese Dentalfluorose betrifft häufig die Schneidezähne, wobei Säuglinge und Kleinkinder besonders gefährdet sind. Die optimale Dosis mit höchstem kariespräventivem Effekt bei geringem Fluoroserisiko beträgt laut European Food Safety Authority (EFSA) 0,05 mg/kg Körpergewicht pro Tag [16]. Eine tägliche Dosis von 0,1 mg/kg Körpergewicht dürfe als tolerierbare maximale Einnahmemenge (tolerable upper intake level, UL) hingegen nicht überschritten werden [6]. Die geringe therapeutische Breite wurde in den aktuellen Empfehlungen für Kleinkinder mit 1000 ppm genau berücksichtigt. Dafür müssen Eltern aber unbedingt die Zahnpasta für ihre Kinder dosieren und unter zwei Jahren nur eine reiskorngroße Menge verwenden. Ab zwei Jahren ist dann eine erbsengroße Menge erwünscht. Eine gleichzeitige Verwendung von Fluorid-haltiger Zahnpasta und Fluorid-Tabletten im ersten Lebensjahr soll unterbleiben – und Tabletten werden ab dem ersten Geburtstag ohnehin nicht mehr empfohlen. Nichtsdestotrotz sind Fluoride kein Allheilmittel, denn Karies ist keine Fluoridmangel-­Erkrankung. Sie stellen neben der Ernährung, regelmäßigen Kontrollterminen und der richtigen Zahnpflege aber eine wichtige Säule der Zahngesundheit dar. |