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Wissenschaft

Forschung an der Universität Ulm

 

Die Laser-Lösung

Ausgabe 3, 2016

An der Klinik für Zahnärztliche Prothetik der Universitätsklinik Ulm gibt es die meisten Drittmittel und Veröffentlichungen aller Bereiche. Zum dritten Teil unserer Forschungs-Serie hat ZBW-Redakteur Christian Ignatzi sich von Prof. Dr. Ralph G. Luthardt und Oberärztin Dr. Katharina Kuhn das derzeit spannendste Forschungsprojekt der Klinik zeigen lassen: ReversFix.

Es begann im Jahr 2010, als Dr. Katharina Kuhn sich erstmalig auf ein Forschungsprojekt bewarb. Der Innovationswettbewerb Medizintechnik sollte die perfekte Plattform sein, um Aufmerksamkeit bei Förderern zu bekommen. Also reichten die Kooperationspartner der Klinik für Zahnärztliche Prothetik und des Instituts für Lasertechnologien in der Medizin- und Messtechnik der Universität Ulm das gemeinsam entwickelte Projekt ihre Idee unter dem Namen „Die Laser-Lösung“ ein.

Worum geht es? Das Forscherteam störte sich daran, dass ein Zahnersatz entfernt werden muss, wenn sich eine Verankerungsschraube im Implantat lockert, Schmerzen am Zahn auftreten oder eine Wurzelkanalbehandlung nötig ist. In vielen Fällen ist er fest mit dem Zement verbunden und wird meist erheblich beschädigt. Die dann notwendige Neuanfertigung verursacht erhebliche Kosten. Die neue Technologie ReversFix sollte eine Auflösung der Zementverbindung ermöglichen, ohne dass der Zahnersatz beschädigt wird. „Die Idee war“, erklärt Dr. Kuhn, „dass man die Zemente, die man benutzt, mit einer Substanz versetzt, die es gestattet, dass Laserstrahlung dort absorbiert wird und den Verbund zielgerichtet zerstört.“ Die Restauration bliebe intakt, ließe sich abnehmen, innen reinigen und an den Zahn rezementieren. Die Kostenersparnis alleine in Deutschland könnte hunderte Millionen Euro betragen – soweit die Theorie.

Die Jury befand die Idee für gut – und prämierte sie, gemeinsam mit zehn anderen Projekten. Mehr als 120 Bewerber hatte es gegeben. „Wir durften unser Projekt sogar bei der Preisverleihung in Berlin als einziges Team vorstellen“, erinnert sich Dr. Kuhn heute. Das zeigt, wie hoch der Stellenwert der baden-württembergischen Zahnmedizin deutschlandweit ist. Mehr als 9,1 Millionen Euro schüttete das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) an die Siegerprojekte aus. Die Ulmer Forscher machten sich ans Werk.

Interdisziplinär. In interdisziplinärer Zusammenarbeit verbrachte Dr. Kuhn in den kommenden vier Jahren viele Stunden im Laserinstitut der Universität bei Physik- Professor Dr. Raimund Hibst. „Es ist sinnvoll, in solch einem Projekt zusammenzuarbeiten, um das Klinische und Technische zusammenzubringen“, erklärt Dr. Kuhn. Zunächst beschäftigten sie und ihr Team sich in vitro mit den Grundlagenuntersuchungen. Dazu befestigten die Forscher in Modellen Zahnhartsubstanz an Glasscheiben. „Glas hat eine sehr gute Transmission“, erklärt Dr. Kuhn. Danach folgten spektroskopische Untersuchungen dahingehend, welche Laserstrahlung Keramiken durchdringt. „Schließlich sagten wir: Jetzt gehen wir mit den besten Parametern an den Zahn und die realen Geometrien, also wirklich an Vollkrone, Veneer und Bracket“, sagt Kuhn. Prof. Luthardt geht in die Tiefe der Versuche: „Wir mussten an extrahierten Zähnen messen, welche Temperaturerhöhung im Bereich des Pulpakavums entsteht. Jetzt sind wir so weit, dass wir wissen, dass die Patienten keinen Schaden nehmen.“

Die drei Bereiche sollen später die Einsatzmöglichkeiten für den Laser sein. Prof. Luthardt erklärt die Vorteile: „Gesundheitsökonomisch ist die heutige Methode schlecht, da unnötige Kosten entstehen, wenn Restaurationen zerstört werden, die eigentlich intakt sind.“ Zudem bestehe ein Risiko, den Zahn zu schädigen. Dass die Laser-Lösung nur mit keramischen Restaurationen funktioniert, sei kein Problem. „Es werden ohnehin immer mehr keramische Restaurationen verwendet, von daher ist das kein Dead-Track, sondern die Forschung geht genau in die richtige Richtung.“

Der eingesetzte Laser findet im dermatologischen Bereich bereits an Patienten Verwendung. Für die neue Verwendung in der Mundhöhle ist dennoch eine neue Studie nötig. Das schreibt das Medizinproduktegesetz vor. Derzeit läuft die Beantragung. „Man darf ein Medizinprodukt immer nur so einsetzen, wie es seiner Zweckbestimmung entspricht“, sagt Prof. Luthardt. „Deshalb müssen wir die Studie durchführen, damit das Gerät für den zahnmedizinischen Einsatz zertifiziert wird.“

Zulassungsstudie. Im Prinzip liefen Medizinproduktezulassungen nicht anders als die Zulassungen neuer Medikamente, die „bekanntermaßen Unsummen kosten“, sagt Prof. Luthardt. Ganz so teuer sei es im Medizinproduktebereich nicht, der formale Prozess aber sei letztlich der gleiche. Zunächst müssten die Forscher eine Studie designen. Die Ethikkommission müsse das Studiendesign prüfen. Während in einer normalen Studie die hausinterne Ethikkommission genüge, sei es in diesem Fall so, dass das Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte mit im Boot ist. „In der Zahnmedizin ist es außergewöhnlich, dass man diesen Weg beschreiten muss“, erläutert Prof. Luthardt. Meist würden dort Produkte modifiziert werden, ohne dass etwas fundamental Neues gemacht wird. Wenn man ein Komposit durch ein neues Komposit ersetzt, laufe das etwa über Analogiebetrachtungen. Nach den In-vitro-Untersuchungen der vergangenen vier Jahre sind sich die Forscher also sicher, dass kein Patient Schaden nehmen wird. „Jetzt sind wir bei der Beantragung der klinischen Studie sehr weit fortgeschritten“, sagt Dr. Kuhn. „Wir denken, dass sie bald starten kann.“ Allerdings geht es an dieser Stelle noch nicht an gesunde Zähne. Stattdessen werden die Forscher mit Zähnen arbeiten, die extrahiert werden müssen. Auf die drei Bereiche vollkeramische Kronenkonstruktionen, Veneers und Keramikbrackets sollen sich innerhalb eines Jahres jeweils 20 Patienten verteilen. Dazu versorgen die Forscher den zu extrahierenden Zahn mit dem Bracket oder der Restauration. Die Prüfärztinnen mit Lasersachkunde, Dr. Kuhn und Zahnärztin Valerie von Koenigsmarck, bearbeiten ihn nach einer Woche mit dem Laser und belassen ihn daraufhin eine weitere Woche in der Mundhöhle. „Dann kann man im Nachgang über histologische Techniken nachweisen, dass die Pulpa hoffentlich keinen Schaden genommen hat“, sagt Dr. Kuhn. Die drei Gruppen sollen sich jeweils noch als randomisierte Teilstudien in zwei Teile aufteilen: Ablösung mit der ReversFix-Technologie versus konventionelle Ablösung. „Es wurde auf diese Weise noch nie untersucht, ob es vielleicht auch bei der konventionellen Entfernung von Restaurationen warm in der Pulpa wird“, erklärt Dr. Kuhn. „So haben wir einen Vergleich.“

Ist die Patientenstudie abgeschlossen, soll der Laser irgendwann den Weg in die Praxen der niedergelassenen Zahnärztinnen und Zahnärzte finden. „Das ist das Ziel, speziell einen Laser, der auf das Anwendungsgebiet spezialisiert und deshalb günstiger ist“, sagt Dr. Kuhn. Prof. Luthardt ergänzt: „Damit es interessant wird, muss man es im unteren fünfstelligen Bereich anbieten können.“ Eine Praxis muss in dem neuen Gerät solch einen Nutzen erkennen, dass es ihr wert ist, diesen Betrag auszugeben.

Implantatprothetik. Eine große Relevanz sieht das Forscherteam im Bereich der Implantatprothetik. „Festsitzende Versorgungen auf Implantaten werden sehr häufig eingesetzt, weil das dem Patienten das Gefühl gibt, wieder bezahnt zu sein“, sagt Dr. Kuhn. „Gerade vor dem Hintergrund, dass man mit permanentem Zement befestigte Implantatversorgungen mit dem Laser zur Not jederzeit abnehmen kann, ist das Thema spannend.“

Spannend findet sie es auch aus privaten Gründen. Es ist das erste große Forschungsprojekt für die junge Zahnärztin, die seit 2010 an der Universität Ulm arbeitet. „Ich konnte gleich durchstarten, das war ein toller Einstieg“, sagt sie und ist froh, dass sie sich auf die Forschung konzentrieren kann. Die drei Säulen Lehre, Forschung und Behandlung gebe es auch in ihrem Alltag, dank der vielen Drittmittel für die Forschung der Prothetik in Ulm ist es aber möglich, einen starken Fokus auf die Projekte zu legen. Denn: „Feierabendforschung bringt nichts, das kann man nicht von 19 bis 22 Uhr machen. Man muss kontinuierlich Arbeitszeit dafür aufbringen“, ist sich Prof. Luthardt sicher.

christian.ignatzi@izz-online.de