Dentin

Dentin stellt eine der vier Hauptkomponenten menschlicher Zähne dar und spielt eine kritische Rolle für die strukturelle Integrität sowie für die sensorischen Funktionen. Es handelt sich dabei um ein mineralisiertes Gewebe des Körpers, das unter dem Zahnschmelz liegt und den größten Teil des Zahns ausmacht. Dentin weist eine gelblichere Farbe als der Zahnschmelz auf, was die Farbe eines Zahnes signifikant beeinflussen kann, insbesondere wenn der Schmelz abnutzt oder dünn wird.

Im Vergleich zum Zahnschmelz, der hauptsächlich aus anorganischen Substanzen besteht, enthält Dentin sowohl organische als auch anorganische Materialien. Diese Zusammensetzung verleiht dem Dentin eine gewisse Elastizität und macht es widerstandsfähiger gegen Bruch. Innerhalb des Dentins befinden sich mikroskopische Kanäle, die als Dentinkanälchen bekannt sind; sie enthalten Fortsätze der Zellen, die für die Bildung des Dentins zuständig sind – die sogennanten Odontoblasten.

Die Morphologie und Physiologie des Dentins können erheblichen Einfluss auf die zahnärztliche Behandlung und Pflege haben. Erkrankungen wie Karies entstehen, wenn der Zahnschmelz und das darunterliegende Dentin durch den metabolischen Prozess von Bakterien geschädigt werden. Die Verständnis des Dentins ist daher unerlässlich für Prävention, Diagnose und Behandlungsmethoden in der Zahnmedizin.

Grundlagen der Dentin

Dentin ist ein hartes, calcifiziertes Gewebe, das den größten Teil eines Zahnes ausmacht und eine wesentliche Rolle für die Struktur und Gesundheit des Zahns spielt.

Struktur und Zusammensetzung von Dentin

Dentin ist ein mineralisiertes Gewebe zwischen Schmelz und der dentalen Pulpa. Es zeichnet sich durch seine hohe Festigkeit und Elastizität aus und bildet das größte Volumen des Zahns. Dentin besteht hauptsächlich aus Hydroxylapatitkristallen (Hydroxyapatite), einer mineralischen Phase, die etwa 70% seiner Masse ausmacht, während die verbleibenden 30% eine organische Matrix aus Kollagen und nicht-kollagenen Proteinen sowie Wasser sind.

Kollagenfibrillen, speziell Typ-I-Kollagen, bilden das Rückgrat der organischen Matrix und sind für die Zugfestigkeit des Dentins verantwortlich. Nicht-kollagene Proteine, Proteoglykane und Matrixvesikel tragen zur Regulation der Mineralisation und zur Gesamtstruktur des Dentins bei, indem sie als Leitstrukturen für die Einlagerung von Hydroxylapatitkristallen dienen.

Das Dentin schützt die darunter liegende dentalen Pulpa und funktioniert dank seiner mikroskopischen Kanäle, den sogenannten Dentinkanälchen, als sensorisches System, das Reize, wie z.B. Hitze oder Druck, zur Pulpa weiterleitet und dadurch Empfindungen auslöst.

Die Mineralien in der Hartsubstanz, insbesondere Calcium und Phosphat in Form von Hydroxylapatit, verleihen dem Dentin seine Härte und Widerstandsfähigkeit gegen Krafteinwirkungen. Die Matrixvesikel sind kleine Körperchen, die in der organischen Matrix eingebettet sind und den Beginn der Mineralisation kennzeichnen.

Als calcifiziertes Gewebe bietet Dentin Widerstand gegen Abrieb und ist aufgrund seiner Lage unterhalb des Schmelzes weniger härte Empfindlich als dieser. Es ist integraler Bestandteil der Zahnstruktur und trägt wesentlich zur Integrität des gesamten Zahns bei.

Dentinogenese und Typen von Dentin

Die Dentinogenese bezeichnet den komplexen Prozess der Dentinentstehung, der mehrere Dentintypen hervorbringt. Durch das Zusammenspiel von Wachstumsfaktoren und matrixmetalloproteinasen entsteht eine hartes Gewebe, das für die Struktur der Zähne entscheidend ist.

Prozess der Dentinbildung

Die Dentinbildung beginnt mit der Umwandlung von dentalen Papillenzellen in Odontoblasten. Diese Zellen scheiden Predentin aus, eine weiche Vorstufe von Dentin, die später mineralisiert und zu primärem Dentin wird. Diese Form des Dentins bildet die Mehrheit der Dentinmasse und zeichnet sich durch eine regelmäßige Anordnung der Kollagenfasern aus. Sekundäres Dentin wird nach der Zahnformation langsam von den Odontoblasten abgeschieden und verengt allmählich den Pulpenraum. Bei Reizungen oder Beschädigungen des Zahns entsteht tertiäres Dentin, auch als reparatives Dentin bekannt, das eine Schutzfunktion übernimmt.

Wachstumsfaktoren und Matrix Metalloproteinases (MMPs) spielen eine entscheidende Rolle in der Regulation der Dentinogenese. Wachstumsfaktoren modulieren die Aktivität der Odontoblasten und die MMPs sind für den Abbau von extrazellulärer Matrix während der Dentinreifung unentbehrlich.

Verschiedene Dentintypen

Dentin lässt sich in verschiedene Typen klassifizieren:

• Manteldentin: Dies ist die erste Schicht des Dentins, die an das Schmelz angrenzt. Sie ist durch größere Kollagenfasern gekennzeichnet.
• Primäres Dentin: Von den Odontoblasten zuerst gebildetes Dentin, zeichnet sich durch seine geordnete Struktur aus.
• Sekundäres Dentin: Bildet sich nach Abschluss des Wachstums eines Zahnes und füllt kontinuierlich den Pulpakammer.
• Tertiäres Dentin: Bildet sich als Reaktion auf Reize und schützt die Pulpa.

Diese Typen spiegeln die unterschiedlichen Phasen der Dentinentwicklung wider und ermöglichen es dem Zahn, auf verschiedenste Bedingungen zu reagieren und seine Integrität zu wahren.

Dentin und orale Gesundheit

Dentin ist ein entscheidender Bestandteil der Zahnstruktur und spielt eine wesentliche Rolle bei oraler Gesundheit und Wohlbefinden. Seine Beschaffenheit und Integrität sind zentral für das Management von Zahnsensibilität und das Ausmaß, in dem Zähne anfällig für Karies und andere Krankheiten sind.

Zahnsensibilität und -schmerz

Dentin enthält mikroskopische Kanäle, bekannt als Tubuli, die von Odontoblasten gebildet werden. Diese Tubuli sind für die Leitung von Reizen verantwortlich, die zur Zahnsensibilität und zum Schmerz führen können. Faktoren wie Abnutzung, Zahnfrakturen, Bleichmittel oder zahnärztliche Restaurationen können dazu führen, dass die Tubuli freigelegt werden, was eine erhöhte Sensibilität oder Schmerzen nach sich zieht. Im Laufe der Zeit kann der Verschleiß durch Alterung oder Ermüdung des Materials zu Dentindefekten führen, die ebenfalls die Anfälligkeit für Schmerz und Sensibilität erhöhen.

• Ursachen für erhöhte Dentinsensibilität:
  • Abnutzung des Zahnschmelzes
  • Beschädigungen durch Trauma oder Karies
  • Exposition gegenüber ätzenden Substanzen
  • Zahnmedizinische Maßnahmen

Karies und Zahnkrankheiten

Karies entsteht durch den Abbau von Dentin durch säurebildende Bakterien. Sind die Tubuli erst einmal von Karies betroffen, kann dies zu tieferen Infektionen, Schmerz sowie dem Risiko eines Zahnabszesses führen. Zahnverlust kann ebenfalls eine Folge unbehandelter Karies sein. Behandlungen wie Wurzelkanäle sind oft nötig, um das erkrankte Dentin zu entfernen und weitere Infektionen zu verhindern. Die Fähigkeit des Dentins zur Regeneration ist begrenzt; daher sind vorbeugende Maßnahmen und rechtzeitige zahnärztliche Restaurationen entscheidend, um die Struktur und Gesundheit der Zähne zu erhalten.

• Wichtige Aspekte von Dentin bei Karies und Zahnkrankheiten:
  • Voranschreiten von Karies durch Dentintubuli
  • Risiko von Infektion, Abszess und Zahnverlust
  • Notwendigkeit von Wurzelkanalbehandlungen und Restaurationen
  • Begrenztes Regenerationspotenzial des Dentins

Klinische Anwendungen und Behandlungen

Die moderne Zahnmedizin nutzt verschiedenste Techniken und Materialien, um Strukturen des Dentins zu behandeln und wiederherzustellen. Dabei steht die Bewahrung der Zahnsubstanz sowie die Prävention und Behandlung von Dentinschäden im Mittelpunkt der klinischen Anwendungen.

Endodontie und restaurative Zahnheilkunde

In der Endodontie beschäftigen sich Zahnärzte intensiv mit dem Erhalt von durch Karies oder Trauma geschädigten Zähnen. Ein Hauptziel ist dabei, die Integrität des peri-tubulären Dentins zu schützen und wenn nötig zu regenerieren. Bei einer Pulpitis oder apikalen Infektionen kommen endodontische Behandlungen zum Einsatz, um das entzündete oder infizierte Pulpgewebe zu entfernen und den Wurzelkanal steril zu machen. Wichtig dabei ist, dass die odontoblastischen Prozesse möglichst erhalten bleiben, um sekundäres oder reaktionäres Dentin bilden zu können.

Endodontische Behandlung	Zweck
Wurzelkanalbehandlung	Entfernung des infizierten Gewebes
Medikamentöse Einlage	Desinfektion des Wurzelkanals
Wurzelkanalfüllungen	Abdichtung des desinfizierten Wurzelkanals

In der restaurativen Zahnheilkunde strebt man danach, abgenutztes oder erkranktes Dentin wieder zu ersetzen und die Funktion sowie Ästhetik des Zahns wiederherzustellen. Bei der Kavitätpräparation wird beispielsweise prä-dentin entfernt und eine Restauration eingesetzt. Um eine gute Adhäsion von Füllungsmaterialien zu gewährleisten, wird häufig eine Ätztechnik (Etching) angewendet, die die Oberfläche des Dentins vorbereitet und für die Penetration von Bindemitteln (Bonding Agents) optimiert. Der Bereich an der Dentin-Schmelz-Grenze ist hier von besonderer Wichtigkeit, da eine effiziente Bindung sowohl an das Schmelz als auch an das Dentin essenziell ist.

In der Tabelle sind gängige Techniken der adhäsiven Zahnheilkunde aufgelistet:

Restaurative Techniken	Beschreibung
Ätztechnik	Vorbereitung der Dentinoberfläche durch Aufrauen für bessere Haftung von Füllungsmaterialien
Füllungstechniken	Anwendung von Kompositen oder Amalgam zur Wiederherstellung der Zahnform und -funktion
Bonding	Anwendung spezieller Klebstoffe zur Verbindung des Füllungsmaterials mit dem Zahn
Desensibilisierung	Nutzung von desensibilisierender Zahnpasta, um Dentin-Expositionen zu behandeln und Sensitivitäten zu mindern

Bei der Prävention und Behandlung von Zahnabnutzung (Tooth Wear), die zu einer Dentin-Exposition führen kann, nutzen Zahnärzte desensibilisierende Zahnpasten, die Verbindungen enthalten, die Poren im Dentin verschließen und somit die Schmerzempfindlichkeit reduzieren.

Die Rolle von Enzymen wie der alkalischen Phosphatase ist in der Dentinmineralisierung von Bedeutung, da sie am Aufbau der Dentinmatrix durch die Produktion von Kollagen Typ I beteiligt ist. Der Erhalt dieser Matrix ist entscheidend für eine dauerhafte Restauration.

Pulpal entstandene Verkalkungen, sogenannte Pulp stones, können je nach Lage und Größe das endodontische Vorgehen beeinträchtigen und erfordern eine sorgfältige Behandlungsplanung.