PlasmaDent

Untersuchung des Nebenwirkungsrisikos bei dentalen Anwendungen von Atmosphärendruckplasma

Wissenschaftliche Vorprojekte – Erkenne die Anfänge: Wer frühzeitig innovative Ideen testet, ist später ganz vorn dabei!

Grundlage technologischer Innovationen sind der Entdecker- und Erfindergeist des Menschen. Die naturwissenschaftliche Grundlagenforschung erschließt der menschlichen Erkenntnis permanent vormals unbekannte und unverstandene Wirkungsweisen der Natur. Viele dieser naturwissenschaftlichen Erkenntnisse lassen sich für technische Zwecke nutzen. Mit der Förderinitiative „Wissenschaftlichen Vorprojekte (WiVoPro)“ innerhalb des Förderprogramms Optische Technologien verfolgt das Bundesministerium für Bildung und Forschung das Ziel, diejenigen neuen Erkenntnisse aufzugreifen, die mittelfristig eine Verwertbarkeit für neue Technologien versprechen. Beispiele hierfür sind die Quantenoptik oder photonische Metamaterialien, die gerade beginnen, der reinen Grundlagenforschung zu entwachsen und Potenziale für konkrete Anwendungen aufzeigen. Neue Ergebnisse der Grundlagenforschung sind hinsichtlich ihres späteren Marktpotenzials oft kaum zu beurteilen. Es besteht somit die Notwendigkeit, durch wissenschaftlich-technische Vorarbeiten eine Grundlage zu schaffen, die eine Bewertung ermöglicht, welches Potenzial in der neuen Erfindung bzw. der neuen wissenschaftlichen Erkenntnis tatsächlich steckt. Oft muss dabei schnell reagiert werden, denn je früher den interessierten Unternehmen die Bedeutung des neuen Themas plausibel gemacht werden kann, desto eher werden diese in das neue Thema investieren und versuchen ihre Marktchancen zu nutzen. Wissenschaftliche Vorprojekte leisten somit einen wichtigen Beitrag zu einem schnellen Transfer neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse in innovative Produkte.

Potenziale erschließen – Märkte erobern!

Mit dem Fortschritt in der zahnärztlichen Implantologie werden Implantate für einen großen Teil der Patienten zu einer Option im Vergleich zu konventionellen prothetischen Therapieformen, denn sie erlauben einen festsitzenden anstelle eines herausnehmbaren Zahnersatzes oder sie vermeiden das Beschleifen von Nachbarzähnen für festsitzende Brücken. Laut Schätzungen der Deutschen Gesellschaft für Implantologie werden derzeit in Deutschland pro Jahr ca. 1.000.000 Zahnimplantate bei Patienten implantiert – Tendenz weiter steigend. Aber auch Implantate haben eine begrenzte Lebensdauer, die je nach Fall 20 und mehr Jahre betragen kann, doch es kann nach wenigen Jahren zum einem Implantatversagen kommen. Ähnlich wie beim Zahn die Parodontitis kann beim Implantat die Periimplantitis zu Knochenabbau und damit zum Verlust des Implantats führen. Hauptursache einer Periimplantitis ist eine bakterielle Infektion infolge von Biofilmbildung auf dem Implantat (Bild 2). Studien zeigten, dass mindestens 5 Jahren nach Implantatinsertion bei 80% der Patienten sowie bei 50% der Implantate eine Perimukositits – die Vorstufe der Periimplantitis – und bei 28% bis 56% aller Patienten sowie bei 12% bis 43% der Implantate eine Periimplantitis auftritt.

Bisher gibt es keine erfolgreiche Periimplantitistherapie. Vor dem Hintergrund der steigenden Implantatzahlen sind Innovationen auf diesem Gebiet von großer ökonomischer Bedeutung für den betroffenen Patienten, denn eine Implantatversorgung einschließlich der Prothetik kostet mindestens 4.000 €. Die Zielgruppe für den fokussierten Einsatz von Plasma bei Periimplantitis umfasst in Deutschland ca. 7.500 Zahnärzte und Oralchirurgen. Sollte es möglich sein, durch regelmäßige Prophylaxesitzungen eine Periimplantitis zu verhindern oder bei einer beginnenden Periimplantitis / Perimukositis mit einer Plasmaunterstützten Behandlung diese in Griff zu bekommen, so würde sich das Behandlungsvolumen stark vergrößern. Aufgrund der Spaltgängigkeit des Plasmas ist dieses auch für weitere Behandlungsfelder in der Zahnheilkunde interessant. Bei einem Einsatz von Plasma z.B. in der Parodontologie und Endodontie kann eine größere Zielgruppe von etwa 25.000 Zahnärzten angesprochen werden.

Nebenwirkungsarmes Plasma für die erfolgreiche Periimplantitistherapie

Der Begriff Plasma wurde von dem amerikanischen Wissenschaftler Langmuir eingeführt, da ihm das Gemisch aus Ionen, Elektronen, Radikalen und Molekülen an Blutplasma erinnerte. Die freien Elektronen generieren eine Reihe anti-mikrobiell wirksamer Komponenten, weshalb Plasma bereits seit Ende der 1960er Jahre Plasma zur Inaktivierung von Mikroorganismen untersucht wird. Durch elektronische Anregung der Atome oder Moleküle kann es zur Emission elektromagnetischer Strahlung im UV- und Vakuum-UV Bereich kommen (Wellenlänge 200-300 nm bzw. < 200 nm). Bei Anwesenheit von Molekülgasen im Gasgemisch können zusätzlich signifikante Konzentrationen hochreaktiver Radikale (z.B. Sauerstoffatome) sowie geladener Teilchen, insbesondere Ionen, gebildet werden. Nicht zuletzt laufen im Plasma chemische Stoffwandlungsprozesse ab, in deren Resultat antimikrobiell wirksame Produkte (z.B. Ozon oder Stickoxide) entstehen können. All diese Komponenten machen Plasma für eine Periimplantitistherapie interessant, da sie Mikroorganismen töten, organische Reste abtragen und so das Implantat säubern und hydrophiliseren. Außerdem kann die Wundheilung unterstützt werden. Allerdings können diese Plasmakomponenten je nach Dosis auch Nebenwirkungen verursachen. Obwohl Plasma bereits am Patienten z.B. zur Blutkoagulation genutzt wird, ist es sehr wichtig, dieses Nebenwirkungspotential vor der Vermarktung abzuklären.

Projektdetails

Koordinator

Prof. Dr.Thomas Kocher
Universitätsmedizin Greifswald - Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde
Fleischmannstr. 8, 17489Greifswald
+49 3834 86-7172

Projektvolumen

0,3 Mio € (100% Förderanteil durch das BMBF)

Projektdauer

01.10.2013 - 31.12.2016

Projektpartner

Universitätsmedizin Greifswald - Zentrum für Zahn-, Mund- und KieferheilkundeGreifswald