DE19827417A1 - Material zur unterschiedlichen Modifizierung der optischen Eigenschaften unterschiedlicher Zellen, Gerät zum Applizieren eines solchen Materiales, Diagnosegerät zum Bestimmen der optischen Eigenschaften von Zellen, die einem solchem Material exponiert wurden, sowie Gerät zum Bestrahlen von Zellen, die mit solchem Material in ihren optischen Eigenschaften unterschiedlich modifiziert wurden - Google Patents
Material zur unterschiedlichen Modifizierung der optischen Eigenschaften unterschiedlicher Zellen, Gerät zum Applizieren eines solchen Materiales, Diagnosegerät zum Bestimmen der optischen Eigenschaften von Zellen, die einem solchem Material exponiert wurden, sowie Gerät zum Bestrahlen von Zellen, die mit solchem Material in ihren optischen Eigenschaften unterschiedlich modifiziert wurdenInfo
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Abstract
Es wird ein Modifikationsmaterial vorgeschlagen, welches eine Modifikationssubstanz enthält, welche die Fluoreszenz kranker Zellen oder von Bakterien verstärkt, indem sie die Produktion von Stoffwechselzwischenprodukten des Stoffwechsels verstärkt, die fluoreszieren. Ein Grundmaterial des Modifikationsmaterials ist verglichen mit Wasser formstabil und hält so die Modifikationssubstanz in Kontakt zu dem zu untersuchenden Gewebebereich, bis eine ausreichende Menge der Modifikationssubstanz verstoffwechselt ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Material zur unterschiedlichen
Modifizierung der optischen Eigenschaften unterschiedlicher
Zellen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Gerät
zum Applizieren eines solchen Materiales gemäß dem Oberbe
griff des Anspruches 19, ein Diagnosegerät zum Bestimmen
der optischen Eigenschaften von Zellen, welche einem
solchem Material exponiert wurden gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 24 sowie ein Gerät zum Bestrahlen von
Zellen, die mit einem solchen Material in ihren optischen
Eigenschaften unterschiedlich modifiziert wurden gemäß
dem Oberbegriff des Anspruches 30.
Paradontose ist eine verbreitete Krankheit des Zahnhalte
apparates. Paradontopathien werden durch in Zahnfleisch
taschen lokalisierte (subgingivale) Bakterien verursacht.
Es handelt sich dabei teilweise um adhärent an die Zahn
wurzeloberfläche gebundene zumeist grampositive Bakterien,
die zu Konkrementen (subgingivaler Zahnstein) verkalken,
zum anderen um dem Taschenweichgewebe zugewandte nicht
adhärente zumeist gramnegative Bakterien, die z. B. im
Teil im Taschenfluid motil sind. Gerade diese motilen
Bakterien spielen bei der Progression einer Paradontitis
eine wesentliche Rolle.
Im Zuge der Progression der Paradontitis können die
Bakterien das Taschenepithel durchwandern und in das
subepitheliale Bindegewebe eindringen, so daß sie das
entzündliche Infiltrat umgeben. Es kommt zu komplizier
ten Wechselwirkungen mit der an dieser Stelle massiv
etablierten Immunabwehr des erkrankten Menschen, welche
durch (Mikro)Negrosen, eitrige Abzesse oder als Reaktion
auf die Immunwechselwirkung z. B. durch Aktivierung knochen
abbauender körpereigener Zellen zum Verlust von paradon
talem Stützgewebe und Ausbildung bzw. Vertiefung einer
Zahnfleischtasche und/oder der Retraktion der Gingiva
weichgewebe führt. Besondere Bedeutung kommt dabei Pro
zessen zu, die in der Tiefe der Tasche oder im Problem
bereichen wie z. B. der Wurzelfurkation ablaufen.
Zur Keimreduktion in den Taschen werden bisher mechani
sche Reinigungstechniken (z. B. Scaling, Kürettagen,
Reinigung mit Ultraschallinstrumenten) oder einfache
Taschenspülungen empfohlen. Ein systemische Anwendung
von Antibiotika ist mit erheblichen Nebenwirkungen be
lastet, zum einen wegen des breiten Spektrums der ursäch
lichen Bakterien, zum anderen wegen der Lokalisation
der Bakterien außerhalb des Blutkreislaufes. Lokale
Anwendungstechniken durch Applikation der Antibiotika
direkt in den Zahnfleischtaschen sind in ihrer Wirkung
oftmals unsicher, weil die Diffusion in alle Taschenbe
reiche nicht ausreichend ist oder die Deposition nicht
lange genug dauert oder die Höhe der Wirkstoffkombina
tion nicht ausreicht. Daher werden Antibiotika üblicher
weise nur als unterstützende Maßnahme zu herkömmlichen
zumeist mechanischen Verfahren angewendet.
Wegen der komplexen Geometrien der befallenen Parodontien
oder Zahnfleischtaschen ist der Zugang zu den kranken
Gewebebereichen behindert, und die angestrebte Keimreduk
tion wird oft nicht erreicht. In der Folge kommt es
nach unterschiedlichen Zeitintervallen in Abhängigkeit
von der zumeist angetroffenen immunologischen Prädisposi
tion des Patienten zu einer Wiederbesiedlung einer zuvor
therapierten Tasche mit einem Rezidiv der Erkrankung.
Besonders problematisch ist die Keimreduktion im Bereich
des infiltrierten Taschenepithels und des angrenzenden
Bindegewebes.
Voraussetzung für eine verbesserte Therapie ist zunächst,
über den Ist-Zustand der Erkrankung genauere Information
zu haben, welche eine bessere Voraussage über die Weiter
entwicklung der Erkrankung, insbesondere das Auftreten
akuter Erkrankungsschübe gestattet. Bisher kann lediglich
im nachhinein anhand von Eiterentleerungen aus der Tasche
eine zuvor aktive Tasche identifiziert werden. Wenn
diese Identifizierung möglich ist, ist jedoch der Verlust
des Stützgewebes bereits eingetreten. Neuerdings zur
Diagnostik einzelner Bakterien in Zahnfleischtaschen
eingesetzte Bakterien-Gentests sind teuer und benötigen
mehrere Tage zur Auswertung. Aus diesen Gründen eignen
sie sich nicht für Routineanwendungen. Auch kann aus
derartigen Tests nur auf die Genome der Bakterien zurückge
schlossen werden. Eine Unterscheidung nach Stoffwechsel
aktivitäten der Bakterien, die für die Paradontalerkrankung
kausal sind, ist aber nicht möglich.
Die Erfindung widmet sich daher dem Problem, auf einfache
Weise, zu geringen Kosten und rasch Information über
das Ausmaß einer Paradontitis zu erlangen, insbesondere
auch Paradontitis im Anfangsstadium sicher erkennen
zu können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird durch die Erfindung ein
Material zur unterschiedlichen Modifizierung der optischen
Eigenschaften unterschiedlicher Zellen (gesundes Gewebes,
krankes Gewebe, Bakterien) angegeben, welches zum einen
eine die optischen Eigenschaften modifizierende Substanz,
zum anderen ein Grundmaterial aufweist, welches unter
denjenigen Redingungen, die an den von Paradontitis
befallenen Stellen eines Patienten herrschen, mechanisch
über einen längeren Zeitraum stabil ist und so an der
gewünschten Stelle die Modifikationssubstanz über einen
längeren Zeitraum abgeben kann. Als solche über längere
Zeit unter Einsatzbedingungen stabile Grundmaterialien
werden viskose Flüssigkeiten, ein Gel, ein flächiges oder
dreidimensionales poröses Substrat oder ein in situ
erhärtendes Material (z. B. Kunststoffilm) vorgeschlagen.
Materialien, die unterschiedliche Zellen in einer für sie
typischen Eigenschaft unterschiedlich beeinflussen, sind
auf anderen Gebieten der Medizin bekannt. So werden z. B.
radioaktive Tracer zur Erkennung von Krebszellen verwendet,
da sie sich aufgrund des höheren Stoffwechselumsatzes in
diesen bevorzugt ablagern. Andere Modifikationssubstanzen
sind solche, die direkt in den Zellstoffwechsel eingreifen,
genauer gesagt in die Porphyrinbiosynthese. Die Verab
reichung geeigneter Modifikationssubstanzen, die weiter
unten genauer beschrieben werden, führt dazu, daß sich
das Fluoreszenzspektrum stoffwechselaktiver Zellen ver
stärkt. Hierdurch können diese Zellen auch quantitativ
und in ihrer räumlichen Verteilung bestimmt werden,
und auf diese Information kann dann die Planung der
Therapie erfolgen.
Beispiele für ein derartiges Vorgehen sind aus den US-
Patentschriften 5 422 093, 5 234 940, 5 211 938 und 5 079
262 ersichtlich. Es geht dabei um die Erkennung und
anschließende Behandlung maligner und nichtmaligner
Gewebeabnormalitäten unter Einsatz von Aminolävulinsäure.
Diese wird in Form einer wässrigen Wirkstofflösung ver
wendet. Regt man die Zellfluoreszenz im violetten Bereich
(375 nm bis 440 nm) an, beobachtet man eine rote Fluores
zenz. Durch Verwendung eines Beobachtungsfilters wird das
diffus reflektierte blauviolette Anregungslicht ausge
blendet, und man sieht die stoffwechselaktiven Gewebebe
reich rot vor leicht grünlich erscheinendem Hintergrund
(Eigenfluoresenz des gesunden Gewebes).
Die Geschwindigkeitskonstante, mit welcher der Stoffwechsel
der Zellen abläuft, macht es erforderlich, daß der Wirk
stoff über eine längere Zeit (mindestens 15 Minuten,
typischerweise 120 Minuten) im wesentlichen unverändert
im Kontakt mit dem Gewebe verbleibt.
Es wurde nun erkannt, daß man die auf einem anderen
Gebiet der Medizin entwickelte Technik zur Erkennung
kranker Zellen auch auf dem Gebiet der Paradontitis
einsetzen kann, wenn man ein Grundmaterial verwendet,
welches sich nicht schnell mit Speichel vermischt und
somit die Modifikationssubstanz am gewünschten Ort hält.
Hierfür kommen erfindungsgemäß in Frage ausreichende
Viskosität aufweisende Flüssigkeiten, Gele, flache poröse
Substrate wie Gewebe, Vliese und dergleichen oder auch
dreidimensionale poröse Substrate, die in ihren Hohl
räumen Partikel der Modifikationssubstanz oder eine
konzentrierte Lösung derselben aufnehmen können und
so die Modifikationssubstanz über einen längeren Zeit
raum verteilt freisetzen. Eine weitere Alternative besteht
in in situ erhärtenden Materialien wie Filmbildnern,
welche die Modifikationssubstanz an der Oberfläche binden
oder einschließen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter
ansprüchen angegeben.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 gewähr
leistet zum einen, daß sich das Grundmaterial unter den
am Einsatzort auf es einwirkenden Bedingungen stabil
bleibt, und darüber hinaus die zu untersuchende Umgebung
nicht verändert.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 erlaubt
ein leichtes Applizieren des Materiales, gewährleistet
aber trotzdem, daß das Material nach Applizieren im
erforderlichen Ausmaße formstabil ist.
Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
4 ist im Hinblick auf gute Formstabilität des Materiales
nach Applikation von Vorteil.
Die gleiche Wirkung erhält man gemäß Anspruch 5.
Ein Material, wie es in Anspruch 6 angegeben ist, eignet
sich besonders gut zum Füllen von Zahntaschen ohne nennens
werte Verdrängung von Flüssigkeit aus den Zahntaschen.
Man kann auf diese Weise den Zustand einer Zahntasche
vor Behandlung besonders gut diagnostizieren.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 gestattet
es, zumindest durch dünne Schichten des Materiales hindurch
zusehen und Anregungslicht durch das Material hindurchzu
schicken.
Grundmaterialien, wie sie im Anspruch 8 angegeben sind,
eignen sich zur in situ Anbringung einer besonders gut
formstabilen Materialschicht.
Verwendet man ein Material gemäß Anspruch 9, so kann
man diejenige Zeit, innerhalb welcher das Material am
Einsatzort verbleiben muß, zugleich zu Therapiezwecken
verwenden. Typische Zeiten, die zwischen der Applikation
des Materiales und der Diagnostizierung der durch das
Material modifizierten Zellen liegen, betragen etwa
zwei Stunden. Man erhält in dieser Wartezeit somit auch
einen guten Therapieeffekt.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 ist
im Hinblick auf gute Stabilität des Materiales im Mund
milieu von Vorteil, und durch ein solches Material wird
auch bezüglich des pH-Wertes der Ausgangszustand der
zu untersuchenden Zellen bzw. Gewebebereiche nicht nennens
wert geändert.
Grundmaterialien, wie sie im Anspruch 11 angegeben sind,
sind im dentalen Bereich seit langer Zeit erprobt und
zeichnen sich durch hervorragende Formstabilität und gute
Formanpassung aus. Für Untersuchungen an Gewebebereichen,
die gut zugänglich sind, bietet ein solches Material gute
Dienste.
Die Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen
12 und 13 erlauben das Erkennen kranker Zellen einfach
mit dem Auge oder unter Verwendung einer Kamera. Man
kann auf diese Weise die Intensität der Erkrankung und
die räumliche Verteilung der kranken Gewebebereiche
einfach mit dem Auge oder einer Kamera feststellen.
Ein solches direktes optisches Bild der Erkrankung ist
für das Planen einer Therapie besonders hilfreich.
Mit einem Material gemäß Anspruch 14 kann man leicht
zwischen Zellen unterscheiden, die unterschiedliche
Stoffwechselaktivität haben, sich im übrigen aber stark
ähneln.
Die Beeinflussung des Häm-Stoffwechsels, wie dies im
Anspruch 15 vorgeschlagen wird, ist für ein breites
Spektrum unterschiedlicher Zellen besonders aussage
kräftig und signifikant. Die Weiterbildung der Erfindung
gemäß Anspruch 15 hat auch den Vorteil, daß derartige
Modifikationsmittel von den eingangs angesprochenen anderen
Gebieten der Medizin (Erkennung canceröser Gewebe) her
zu Verfügung stehen. Die entsprechenden Substanzen können
verhältnismäßig preisgünstig synthetisiert werden.
Anspruch 15 und 16 nennen auch bevorzugte spezielle
Modifikationssubstanzen.
Durch das im Anspruch 17 angegebene Modifikationsmittel
wird der Einbau von Eisen in Protoporphyrin modifiziert,
also in die letzte Vorstufe des Häm.
Anspruch 18 nennt bevorzugte Konzentrationen der Modifi
kationssubstanz, welche im Hinblick auf ausgeprägte Modi
fikation einerseits und nicht zu starke Änderung des Zell
milieus vorteilhaft sind.
Ein Gerät, wie es im Anspruch 19 angegeben ist, erleichtert
das Applizieren von viskösem oder breiigem Material.
Bei einem Gerät gemäß Anspruch 20 kann man mit der Applika
tions-Kanüle zugleich die Tiefe einer Zahntasche messen
und bei bekannter Zahntaschentiefe ablesen, wie weit
die Kanüle schon in die Zahntasche hineinbewegt worden
ist.
Bei Verwendung eines Gerätes gemäß Anspruch 21 erfolgt
die Zufuhr des Materiales in die Zahntasche so schonend,
daß die Ausgangsverhältnisse nur wenig gestört werden.
Mit einem Gerät gemäß Anspruch 22 kann man das Material
durch die Gingiva hindurch zu der Tascheninnenfläche
benachbarten Gewebebereichen bringen.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 23 ist
im Hinblick auf eine besonders feinfühlige Materialdo
sierung von Vorteil.
Ein Diagnosegerät gemäß Anspruch 24 ermöglicht ein Be
trachten der durch die Modifikationssubstanz unterschied
lich geänderten Zellen in einer Zahntasche ohne daß
die Zahntasche weit geöffnet werden müsste.
Ein Gerät gemäß Anspruch 25 kann automatisch eine Aus
wertung der Anteile von gesundem und krankem Gewebe
bzw. der Intensität des Bakterienbefalles vornehmen.
Bei einem Gerät gemäß Anspruch 26 baut der in die Zahn
tasche einführbare Arbeitskopf des Gerätes lateral beson
ders klein. Es kann so auch zum Aufnehmen schmaler Zahn
fleischtaschen verwendet werden.
Ein Gerät gemäß Anspruch 27 kann den Wurzelhals eines
Zahnes und die Innenfläche einer bei diesem liegenden
Zahnfleischtasche gleichzeitig messen.
Ein Gerät gemäß Anspruch 28 gestattet das sequenzielle
Ausmessen einzelner linienhafter Bereiche der zu beur
teilenden Gewebeflächen und gewährleistet gleichzeitig,
daß die einzelnen linienhaften Bilder automatisch zu
einem flächigen Gesamtbild zusammengesetzt werden können.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 29
wird erreicht, daß die Lichtwandler und die Bildwandler
von den Seitenflächen einer Zahntasche beabstandet gehal
ten werden.
Vom eingangs angesprochenen Gebiet der Behandlung maligner
und nichtmaligner Gewebeabnormalitäten ist an sich auch
bekannt, daß durch die dort verwendeten in den Porphyrin
stoffwechsel eingreifenden Modifikationssubstanzen eine
Fotosensibilisierung bevorzugt der kranken Zellen erfolgt.
Diese Fotosensibilisierung kann man dazu nutzen, durch
intensive Einstrahlung von Licht geeigneter Wellenlänge
diese kranken Zellen so zu schädigen, daß sie absterben.
Derartige Verfahren werden insbesondere zur Behandlung
von Blasenkarzinomen, Hirntumoren oder Mundhöhlenkarzi
nomen verwendet.
Anspruch 30 gibt ein Gerät an, welches eine in Zahnfleisch
taschen erfolgte Fotosensiblisierung von kranken Zellen
zu Therapiezwecken ausnützt.
Verwendet man zur Therapie eine flächige Lichtquelle,
so kann man bei einem Gerät gemäß Anspruch 31 gesunde
Gewebebereiche in der Umgebung eines kranken Gewebe
bereiches gegen das Therapielicht abschirmen und so
eine Schädigung dieser Bereiche ausschließen.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 32 erleich
tert zum einen das Anbringen der Maskenteile und stellt
darüber hinaus sicher, daß die Maskenteile auch über eine
länger andauernde Behandlung korrekt positioniert bleiben.
Die Wahl der Wellenlänge des Therapielichte gemäß Anspruch
33 ist im Hinblick auf dessen möglichst effektive Nutzung
vorteilhaft.
Möchte man Therapielicht durch das offene Ende einer
Zahnfleischtasche in die letztere einstrahlen, so hat
man zum einen den Nachteil, daß die Zahnfleischtasche
während der länger andauernden Behandlung offen gehalten
werden muß, was Schmerzen verursacht, zum anderen, daß
das Innere der Zahnfleischtasche möglicherweise nicht
gleichmäßig bestrahlt wird. Die Weiterbildung der Er
findung gemäß Anspruch 34 erlaubt das Zuführen von Thera
pielicht flächig von der Seite durch die Gingiva hindurch.
Damit ist die Gefahr von Schatten im Bestrahlungsbereich
ausgeräumt.
Bei einem Gerät gemäß dem Anspruch 35 wird Therapielicht,
welches von der zu behandelnden Gewebeoberfläche oder
von dahinter liegendem Gewebe reflektiert wird, ein
zweites Mal in die Behandlungszone reflektiert. Hier
durch erhält man eine verbesserte Ausbeute des Therapie
lichtes.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 36
wird erreicht, daß das Therapielicht unter geringen
Streu- und Brechungsverlusten den Anwendungsort erreicht.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 37 ist
bei größeren Bestrahlungsbereichen von Vorteil, da das
Therapielicht gleichmäßig verteilt wird.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 38 bietet
den Vorteil, kurzfristig sehr hohe Leuchtdichte und
doch im Mittel nur geringer thermischer Belastung der
bestrahlten Gewebe.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 39 ist
in Hinblick auf Schutz des applizierten Modifikations
materiales gegen störende Umwelteinflüsse von Vorteil.
Ein Gerät gemäß Anspruch 40 kann sowohl als Diagnose
gerät als auch als Therapiegerät eingesetzt werden,
wobei zum Umstellen zwischen diesen beiden Betriebsarten
nur in den Strahlengang zwischen Weißlichtquelle und
Bestrahlungsort gestellte unterschiedliche Filter ge
tauscht werden müssen.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 41 ist
im Hinblick auf effektives Einkoppeln von Licht in eine
Zahnfleischtasche von Vorteil. Dabei braucht die Zahn
fleischtasche nicht weit geöffnet zu werden, und durch
Bewegen des Lichtabgabeelementes in bezogen auf die
Zahnachse zirkulärer Richtung (Umfangsrichtung) kann
man ggf. an unterschiedlichen Orten des Wurzelhalses bzw.
der Zahntascheninnenfläche auch unterschiedlich starke
Bestrahlungen gemäß einer zuvor gemessenen räumlichen
Verteilung der erkrankten Zellen durchführen.
Dabei ist die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
42 dann vorteilhaft, wenn man bei kleiner Abmessung
des Lichtabgabeelementes eine größere Bestrahlungsfläche
wünscht.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 43
werden Berechungs- und Streuverluste an inneren Grenz
fläche, die zwischen dem Lichtabgabeelement und der
zubestrahlenden Fläche liegen, klein gehalten.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungs
beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher
erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 einen Ausschnitt aus dem Häm-Kreislauf, anhand
dessen die Photosensibilisierung von Zellen
erläutert wird;
Fig. 2 einen axialen Schnitt durch einen Zahn und
benachbarte Weichgewebe sowie eine seitliche
Ansicht eines Applikators für Material, durch
welches eine Fotosensibilisierung kranker
Zellen bzw. von Bakterien erfolgt;
Fig. 3 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 2, wobei
jedoch ein abgewandelter Applikator wiederge
geben ist;
Fig. 4 einen axialen Schnitt durch einen nochmals
abgewandelten Applikator, ähnlich zu demjenigen
nach Fig. 2;
Fig. 5 einen axialen Schnitt durch ein Diagnosegerät
zum Messen der räumlichen Verteilung kranker
Zellen in einer Zahntasche sowie der zugeordneten
Auswerteelektronik;
Fig. 6 einen transversalen horizontalen Schnitt durch
den Sensorkopf des in Fig. 4 gezeigten Dia
gnosegerätes in vergrößertem Maßstab;
Fig. 7 ein Maskenteil, wie es bei einer pergingivalen
Bestrahlung einer Zahnfleischtasche eingesetzt
wird;
Fig. 8 einen transversalen Schnitt durch eine Licht
verteilerschiene, wie sie zu Therapiezwecken
eingesetzt wird; und
Fig. 9 eine Dichthaube, durch welche in eine Zahnfleisch
eingebrachtes Material zur Modifizierung der op
tischen Eigenschaften kranker Zelle während
der Einwirkungszeit gegen das Mundmilieu abge
dichtet wird.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt der Porphyrinbiosynthese
in einer eukaryontischen Zelle. Die fluoreszierende
Substanz, welche Zellen mit stärkerem Stoffwechsel (in
der Regel kranke Zellen) von normalen Zellen zu unter
scheiden gestattet, ist das vor dem letzten Synthese
schritt vorliegende Protoporphyrin. Eine Erhöhung der
in einer Zelle enthaltenen Menge an Protoporphyrin kann
man zum einen dadurch erreichen, daß man durch Erhöhung
der Konzentration des Ausgangsstoffes einer Vorstufe
die Protoporphyrin-Bildung erhöht, oder dadurch, daß
man den Protoporphyrinabbau reduziert, indem man die
Menge des für den letzten Syntheseschritts zur Verfügung
stehenden Eisens reduziert. Substanzen, die in diesem
Sinne wirken, werden in den Patentansprüchen und nach
stehend als Modifikationssubstanzen angesprochen.
Bei dem aus Fig. 1 ersichtlichen Teil des Häm-Zyklus
stellt die im ersten dargestellten Syntheseschritt mit
wirkende 5-Amino-Lävulinat-Synthase ein Schrittmacher
enzym dar. Dies bedeutet, daß dieses Enzym die Gesamt
geschwindigkeit des nachfolgenden Teiles der Synthese
steuert. Aus diesem Grunde scheiden andere Reaktions
teilnehmer, die nur an in Fig. 1 nicht wiedergegebenen
früheren Syntheseschritten teilnehmen, als Modifikations
substanzen aus. Dagegen sind diejenigen Reaktionsteil
nehmer geeignet, die an demjenigen Teil der Synthesekette
teilnehmen, der zwischen 5-Amino-Lävulin-Säure und Proto
porphyrin liegt (diese Substanzen eingeschlossen).
Die einzelnen Syntheseschritte sind aus Fig. 1 im einzel
nen erkennbar, ebenso die an ihnen beteiligten Moleküle.
Insoweit kann auf eine detaillierte Beschreibung von
Fig. 1 verzichtet werden. Hinzuweisen ist noch darauf,
daß die 5-Amino-Lävulinat-Synthase durch freies Häm
repressiv und durch allosterische Hemmung (also doppelt)
in seiner Wirkung gehemmt wird. Proteingebundenes Häm hat
dagegen keine solche Hemmfunktion. Auf diese Weise regelt
sich der Hämzyklus automatisch. Die Schrittmacherfunktion
der 5-Amino-Lävulinat-Synthase ergibt sich aus der ver
gleichsweise kurzen Halbwertszeit von nur 80 Minuten.
Derzeit bevorzugt wird als Modifikationssubstanz das
kommerziell problemlos erhältliche synthetisierte 5-Amino-
Lavulin-Säure-Hydrochlorid (Merck, Art.-Nr. 124802-0500;
L 326102).
Es versteht sich aus den obigen Darlegungen, daß man
die Wartezeit zwischen der Applikation des die Modifika
tionssubstanz enthaltenden Materiales, die bei Aminolävu
linsäure bei ca. 2 Stunden liegt, bis die Diagnostik
erfolgen kann, dann verkürzt werden kann, wenn man fort
geschrittenere Stoffwechselzwischenprodukte der Synthese
verwendet, z. B. Porphobilinogen, Uroporphyrinogen III
oder Koporphyrinogen III. Gut geeignet ist auch Uro
porphyrinogen I oder dessen metabolische Vorstufen,
welches zu einer ausgeprägteren Fotosenibilisierung
führt und sich daher besonders auch für Therapiezwecke
eignet.
Weiter verwendbare Modifikationssubstanzen sind Agonisten
und/oder Antagonisten der Enzyme des Stoffwechsels.
Zum Beispiel fördert ein Cosynthase-Hemmstoff unter
gleichzeitiger Gabe der Ausgangssubstanzen, z. B. der
Amino-Lävulin-Säure, die Bildung des Stoffwechselmeta
boliten Uroporphyrinogen I mit nachfolgenden modifzier
ten Stoffwechselprodukten. Man erhält so eine verbesserte
Fotosensibilisierung der Bereiche, welche vermehrt diese
Stoffwechselprodukte einlagern.
Als den Abbau des Protoporhyrins beeinflussende Substanzen
sind Ferrochelastase-Antagonisten oder Eisenkomplexbildner
wie Deferoxamin zu nennen. Diese erhöhen die Menge des
in der Fluoreszenz erscheinenden Protoporphyrins bei
definierter Zugabe der anderen Stoffwechselvorprodukte
(ggf. auch zusätzlich zu einer durch andere Substanzen
erhöhten Bildung des Protoporhyrins).
Nachdem oben stehend Einzelheiten zu den verwendbaren
Modifikationssubstanzen dargelegt sind, wird nachstehend
das Grundmaterial näher erläutert:
Das Grundmaterial hat die Aufgabe, die Modifikationssub stanz in der Nähe des zu behandelnden Gewebebereiches bzw. der zu modifizierenden Zellen zu halten. Aus diesem Grunde soll erfindungsgemäß das Grundmaterial eine Form stabilität aufweisen. Dabei ist nicht an eine Formstabi lität im Sinne fester Körper oder aus elastomerem Material gefertigter Körper gedacht, sondern an eine Formstabilität, die besser ist als die von niederviskösen Flüssigkeiten wie Wasser, Alkohol, usw. In diesem Sinne sind formstabile Materialien auch ölähnliche Substanzen oder Gele.
Das Grundmaterial hat die Aufgabe, die Modifikationssub stanz in der Nähe des zu behandelnden Gewebebereiches bzw. der zu modifizierenden Zellen zu halten. Aus diesem Grunde soll erfindungsgemäß das Grundmaterial eine Form stabilität aufweisen. Dabei ist nicht an eine Formstabi lität im Sinne fester Körper oder aus elastomerem Material gefertigter Körper gedacht, sondern an eine Formstabilität, die besser ist als die von niederviskösen Flüssigkeiten wie Wasser, Alkohol, usw. In diesem Sinne sind formstabile Materialien auch ölähnliche Substanzen oder Gele.
Dabei haben hydrophile Grundmaterialien der Vorteil, daß
sie sich gut mit dem Zahnhals oder der Tascheninnenseite
verbinden, während hydrophobe Materialien schwebend in
der Taschenflüssigkeit gehalten werden bzw., wenn es
sich um ölähnliche Materialien handelt, die Sulcus-Flüs
verdrängen können, falls dies erwünscht ist, um nur die
an dem Zahnhals bzw. der Innsenseite der Gingiva haftenden
Bakterien zu diagnostizieren.
Eine erste Gruppe von geeigneten Grundmaterialien sind
Hohlräume aufweisende Substrate. In deren Hohlräumen kann
die Modifikationssubstanz selbst oder eine Lösung der
Modifikationssubstanz in einem polaren oder nichtpolaren
Lösungmittel aufgenommen werden, wobei man die Viskosität
etwa verwendeter Lösungen auf die Struktur der Hohlräume
des Substrates und auf die chemische Natur des Substrat
materiales im Hinblick auf die gewünschte Länge der
Modifikationssubstanzen-Abgabezeit wählt.
Beispiele für dreidimensionale offenporige Substrate
sind z. B. Substrate, welche durch Anordnungen kleiner
Röhrchen gebildet sind, Strukturschäume, Sintermateria
lien (auch aus organischen Materialen wie PTFE) usw.
Beispiele für flächige offenporige Substrate sind Gewebe,
Gewirke, Vliese, Fadengelege.
In diese offenporigen Substrate wird die Modifikations
substanz, falls sie in Lösung vorliegt, durch Kapilar
wirkung und/oder Druckeinwirkung eingebaut. Liegt die
Modifikationssubstanz in fester Form (z. B. Puder) vor,
so kann man sie durch mechanisches Einarbeiten (z. B.
Einwalzen mechanisch mit dem offenporigen Substrat ver
binden, wobei sich die Partikel der Modifikationssub
stanz mit dem Substrat mechanisch verhaken. Man kann
in Puderform vorliegende Modifikationssubstanz auch mit
puderförmigem Grundmaterial verpressen oder unter Verwendung
eines Bindemittels verbinden.
Eine zweite Gruppe von Substraten haben eine geschlossene
Oberfläche. Beispiele sind Kunststoffolien, z. B. Polyethy
lenfolien. Weitere Beispiele für flächige Substrate sind
membranartige Gebilde.
Bei ihnen kann man das Verbinden der Partikel der Modi
fikationssubstanz mit der Unterlage unter Verwendung von
unter Einsatzbedingungen zumindest vorübergehend be
ständigen Klebemitteln vornehmen oder auch ein erweich
bares, z. B. aus thermoplastischem Material gefertiges
Substrat kurzfristig aufwärmen, so daß es in einen kleb
rigen Zustand kommt, und das in Pulverform vorliegende
Material der Modifiaktionssubstanz auf die klebrige
Oberfläche blasen. Analog kann man bei anderen Kunst
stoffmaterialien die Oberfläche des Substrates durch
chemisches Anlösen in klebrigen Zustand bringen und
dann ebenfalls Puder als Modifikationssubstanz auf die
Oberfläche leiten.
Eine weitere Gruppe von Grundmaterialien sind wasser
lösliche Gele. In diese kann die Modifikationssubstanz,
auch in hoher Konzentration eingebaut werden.
Wichtig ist, daß solche Gele nicht vorschnell vor Abgabe
der Modifikationssubstanz und vor Ablauf der notwendigen
Stoffwechsel-Einwirkzeit aufgelöst und aus einer Zahn
fleischtasche herausgespült wird. Das Gel (alle seine
Bestandteile außer der Modifikationssubstanz) sollten
keine die Stoffwechselaktivität oder Vitalität von Bak
terien oder Abwehrzellen beinträchtigende Wirkung haben.
Es können anorganische Gele (Gelierung durch Zugabe
von thixotropen Füllstoffen wie pyrogenes Silicium
dioxid oder Aluminiumdioxid) und/oder organische Gele
(z. B. Hydroxyethylcellulosegel etc.) verwendet werden.
Auch Substanzen wie modifiziertes Wasserglas sind ver
wendbar. Bevorzugt sind thixotrope Gele auf (anorgani
scher) Glyzerinbasis.
Weitere Grundmaterialien sind in situ erhärtende Materi
alien, insbesondere lack- oder filmbildende Substanzen,
welche die Modifikationssubstanz enthalten und in situ
aufgetragen werden, wo sie einen gegen das Umgebungsmilieu
beständigen Film bilden.
Eine weitere Alternative besteht darin pulverförmige
Modifikationssubstanz oder eine Modifikationssubstanz
lösung in einen Mikrobeutel mit permeablen Wänden zu
geben.
Das aus Grundmaterial und Modifikationssubstanz bestehende
Modifikationsmaterial enthält die Modifikationssubstanz
in einem Anteil von etwa 0,5 Gewichtsprozent bis hin
zu etwa 50 Gewichtsprozent. Bevorzugt sind Konzentrationen
zwischen 5 Gewichtsprozent und 40 Gewichtsprozent, nochmals
bevorzugt zwischen 10 und 20 Gewichtsprozent.
Den oben beschriebenen Modifikationsmaterialien ist
gemeinsam, daß sie ohne zusätzliches Eintragen wesentli
cher Flüssigkeitsmengen am Einsatzort appliziert werden
können, so daß sie in den Zahnfleischtaschen angefundene
motile Bakterien nicht herausspülen und man so die un
verfälschten Ausgangsbedingungen messen kann. Durch
Diffusion verteilt sich die Modifikationssubstanz gleich
mäßig in den Zahnfleischtaschen bis hin zum Taschenboden
und in die Interradikulärbereiche. Bei der oben ange
sprochenen Zusammensetzung des Modifikationsmateriales
wird auch das in der Zahnfleischtasche vorliegende Milieu
nicht oder nur wenig beeinträchtigt.
Nachstehend wird nun der Ablauf einer Diagnose näher
beschrieben, bei welcher ein Modifikationsmaterial vom
Geltyp verwendet wird.
Bei der Erstdiagnostik eines Patienten im Hinblick auf
eine Paradontalerkrankung oder bei einer Befundkontrolle
im Sinne eines Monitoring werden zunächst die Taschentiefen
um die einzelnen Zähne zumeist jeweils an verschiedenen
Stellen und auch im Bereich etwaiger Zahnfurkationen
gemessen. Hierzu wird eine Parodontalsonde verwendet,
welche mit definiertem Anpressdruck bis zum Taschenfun
dus in die Tasche eingeführt wird. Unmittelbar nach
dem Entfernen der Sonde werden die Befunde "Blutung
auf Sondierung" und "Eiteraustritt" erhoben und mit
dem Grad der Entzündung korreliert. Bei diesem klassi
schen Vorgehen wird der Inhalt der Zahntasche durch
das Sondieren geringfügig geändert. Wie man dies ver
meiden kann, wird weiter unten noch genauer beschrie
ben.
Um Inaktivierungen durch Lichtexposition oder Wechsel
wirkungen mit dem hydrolytischen Gel zu vermeiden, wird
das Gel erst kurz vor Anwendung gemischt und mit der
Modifikationssubstanz zusammengegeben. Das Gel wird
auf einen pH-Wert im leicht saueren bis neutralen Be
reich eingestellt, z. B. im Bereich zwischen pH 4,5 und
pH 7,5. Als besonders vorteilhaft hat sich eine pH-Ein
stellung auf etwa 5 erwiesen.
Zur Vermeidung von Inaktivierungen während der Lagerzeit
bzw. im Hinblick auf eine Verlängerung der Lagerzeit
wird die Modifikationssubstanz getrennt vom Grundmate
rial und ggf. in einer Pufferlösung (z. B. Zitratpuffer)
aufbewahrt. Eine vorteilhafte Möglichkeit der Aufbewahrung
ist die in einer Zwei-Kammer-Patrone, die unmittelbar
vor Gebrauch durch Perforation der Zwischenwand zwischen
den beiden Kammern aktiviert wird. Dann werden die beiden
Komponenten miteinander vermischt, z. B. in einem mechani
schen Rüttelmischer, wie er in Zahnarztpraxen vorhanden
ist. Alternativ kann in Pulverform vorliegende Modifika
tionssubstanz auch auf einer sterilen Platte mit dem
Grundmaterial gemischt werden und anschließend z. B.
mit einer sterilen Spatel in einen Applikator oder Dis
penser eingebracht werden. Die letztgenannte Art des
Vorgehens ermöglicht es dem Anwender, die Menge der
in das Modifikationsmaterial eingearbeiteten Modifika
tionssubstanz nach seinen jeweiligen Bedürfnissen unter
schiedlich zu wählen.
Das so hergestellte Modifikationsmaterial kann dann
mit einem stabförmigen Werkzeug in die Tasche einge
bracht und dort verteilt werden, vorzugsweise erfolgt
die Applikation mit einer Kanüle.
Man läßt dann das Modifikationsmaterial etwa zwei Stunden
auf die zu untersuchenden Zellen einwirken. Es wird
dort verstoffwechselt, und zwar, wie oben dargelegt,
stärker in stoffwechselaktiven Zellen.
Nach dieser Einwirkungszeit wird der Untersuchungsbereich
mit einem Anregungslicht (im Fall von 5-Amino-Lävulin-Säure
violettem Anregungslicht) bestrahlt, welches man z. B. durch
Ausfiltern den entsprechenden Wellenbereiches aus dem
Licht einer Weißlichtquelle (z. B. Halogenlampe, Xenon
lampe) erstellt. Unter Verwendung eines imoten liegenden
Filters für das Meßlicht wird die vom Anregungslicht
erzeugte Fluoreszenz beobachtet, entweder direkt oder
unter Verwendung einer Fernsehkamera. Auf diese Weise
erhält man die Information über die Menge und Verteilung
kranker Zellen in der Zahntasche und damit über das
Ausmaß der Paradontitis. Man lernt so, wo besonders
betroffene Gewebebereiche liegen und kann diese bei
der sich anschließenden Therapie in besonderer Weise
berücksichtigen.
Anschließend werden noch vorhandene Rückstände des Gels
und von diesem freigegebene Modifikationssubstanzen
aus der Tasche herausgespült.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel kann darin bestehen,
daß man z. B. Papier mit einer Lösung der Modifikations
substanz tränkt und das getränkte Papier vorsichtig
in die Zahntasche schiebt. Die Modifikationssubstanz
wird dort dann freigegeben und verstoffwechselt. Nach
ausreichender Einwirkzeit wird das Papier entfernt und
die Fluoreszenz aus der Tasche analysiert.
In weitere Abwandlung kann man Modifikationsmaterial
auch direkt in unmittelbarer Nachbarschaft zum Taschen
eingang plazieren. In diesem Fall erhält man bedingt
durch das Konzentrationsgefälle der Modifikationssub
stanz ein Hineinwandern desselben in die Tasche.
Wie oben dargelegt, steht am Anfang jeder Befunderhebung
die Bestimmung der Taschentiefe. Diese Bestimmung führt
zwangsläufig zu einer geringen Änderung des Taschenin
haltes. Will man eine solche Änderung vermeiden, so
kann man zu einen die Bestimmung der Taschentiefe als
letzten Schritt der Befunderhebung vorsehen, muß aber
dann unter Umständen auf die Befunderhebung "Blutung auf
Sondierung" und "Eiteraustritt" verzichten.
Aus dem diesem Grunde wird vorgeschlagen, die Messung
der Taschentiefe und die Applikation des Modifikations
materiales in einem Schritt zusammenzufassen. Hierzu
versieht man eine Applikationskanüle zugleich mit einer
Graduierung, welche die Taschentiefe zu messen gestattet.
Dies wird nachstehend noch genauer beschrieben.
Nachstehend wird nun der apparative Aspekt der Erfindung
näher erläutert, wobei auf die Fig. 2 bis 9 Bezug
genommen wird.
In Fig. 2 ist mit 10 ein Zahn bezeichnet, der eine
Zahnkrone 12 und eine Zahnwurzel 14 aufweist. Mit 16
ist das den Zahn umgebende Zahnfleisch (Gingiva) bezeich
net. Am oberen Ende der Zahnwurzel 14 hat sich zwischen
Zahnwurzel und Zahnfleisch 16 eine Zahnfleischtasche
18 gebildet. Auf dem Zahnhals hat sich eine Zahnstein
schicht 20 gebildet.
Zwischen einem Abschnitt 22 des Kieferknochens und der
Zahnwurzel liegt eine Schicht 24 aus Parodontalfasern.
In die Zahnfleischtasche 18 ist eine insgesamt mit 26
bezeichnete Kanüle eingeführt, die mit einer Kartusche
28 verbunden ist, in welcher ein Modifikationsmaterial
30 enthalten ist. Zur Verbindung mit der Kartusche 28
trägt die Kanüle 26 ein Befestigungsteil 32, welches
mit dem mit 34 bezeichneten Kartuschengehäuse verbunden
ist. Ein spitzer Endabschnitt 36 der Kanüle 26 ist durch
eine Siegelwand 38 des Kartuschengehäuses 34 in das
Modifikationsmaterial 30 eingeführt.
Durch manuelles Bewegen eines in der Zeichnung nicht
wiedergegebenen Verdrängerkolbens kann man das Modifika
tionsmaterial 30 durch die Kanüle 26 in die Zahnfleisch
tasche 18 drücken. Eine ausgebrachte Menge an Modifika
tionsmaterial 30, die sich in der Zahnfleischtasche 18
befindet, ist in der Zeichnung mit 40 bezeichnet.
Positioniert man die Kanüle 26 so, daß ihr unteres Ende
dem Taschenboden benachbart ist, so kann man an auf
der Außenseite der Kanüle angebrachten Marken 42 gleich
zeitig mit dem Einbringen des Modifikationsmateriales
in die Zahnfleischtasche auch die Tiefe der Zahnfleisch
tasche messen.
Zum gleichmäßigen Füllen der ganzen Zahnfleischtasche
18 wird die Kanüle bezogen auf die Achse des Zahnes
10 in Umfangsrichtung und unter Aufrechterhaltung der
achsparallelen Ausrichtung der Kanüle in der Zahnfleisch
tasche 18 bewegt, so daß letztere gleichzeitig gleich
mäßig mit Modifikationsmaterial gefüllt wird und bezüglich
der Taschentiefe ausgemessen wird.
Falls gewünscht, kann man dem Modifikationsmaterial
zugleich auch ein Röntgenkontrastmittel beifügen und
nach dem Einbringen des Modifikationsmateriales die Kon
tur der Zahnfleischtasche 18 durch eine Röntgenaufnahme
festhalten.
Alternativ kann man gemäß Fig. 3 eine kurze dünne und
scharfe Kanüle 26 in Verbindung mit einem flüssigen
Modifikationsmaterial verwenden und durch das Zahnfleisch
16 hindurch das Modifikationsmaterial in die Zahnfleisch
tasche 16 oder in die dieser benachbarten Bereiche des
Zahnfleisches 16 spritzen. Bei dieser Art des Vorgehens
bleibt der Inhalt der Zahnfleischtasche 18 unverändert.
Durch Diffusion gelangt die Modifikationssubstanz wieder
an die Innenfläche der Zahnfleischtasche und an den
Tascheninhalt. Das weitere Vorgehen nach dem Einspritzen
des Modifikationsmateriales ist wieder gleich, wie oben
beschrieben.
Fig. 4 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiels eines
Applikators 44 für höher Viskosität aufweisendes Modifika
tionsmaterial. Schon unter Bezugnahme auf Fig. 2 angespro
chene Teile sind wieder mit denselben Bezugszeichen ver
sehen.
Die Kartusche 28 hat eine mittige zerstörbare Trennwand
46, welche den Innenraum der Kartusche in zwei Kammern
48, 50 unterteilt, von denen die eine (Kammer 48) das
Grundmaterial 52, die andere (Kammer 50) die Modifika
tionssubstanz 54 enthält. In einer der Kammern (hier
Kammer 50) ist eine Kugel 56 enthalten, welche zum Auf
brechen der Trennwand 46 durch Aufschlagen der Kartusche
auf einer harten Fläche und zum Vermischen des Inhaltes
der beiden Kammern 48 und 50 dient, wie bei Zweikammer-
Kartuschen üblich. Am hinteren Ende der Kartusche 28
ist ein Verdrängerkolben 58 wiedergegeben, der mit einer
Zahnstange 60 verbunden ist. Diese ist über ein an einem
Gehäuse 62 des Applikators gelagertes Ritzel 64 mit
einer weiteren Zahnstange 66 gekoppelt, die in Längsrich
tung des Applikatorgehäuses 62 bewegbar an diesem gelagert
ist. Die Zahnstange 66 steht mit einem Betätigungsteil
68 in Verbindung.
Durch Schieben des Betätigungsteiles 68 in Fig. 4 nach
rechts nach aufbrechen der Trennwand 46 und Vermischen
des Inhaltes der beiden Kammern 48, 50 Modifikationsma
terial durch die Kanüle 26 ausgetragen.
In Abwandlung des oben beschriebenen Ausführungsbeispieles
kann man das Betätigungsteil 68 auch direkt mit dem
Verdrängerkolben 58 verbinden, wodurch die Betätigungs
richtung des Applikators 44 vertauscht wird.
Die Beobachtung der Fluoreszenz der kranken Zellen bzw.
Bakterien kann im Prinzip dadurch erfolgen, daß man
die Zahnfleischtasche 18 mit einem geeigneten Instru
ment lokal aufzieht, den gesamten Bereich der Zahn
fleischtasche 18 mit dem Anregungslicht von 375 nm bis
440 nm beleuchtet und die rote Fluoreszenz direkt mit
dem Auge über eine Beobachtungsfilter, welches im Bereich
des roten Emissionspektrums des fluoreszierenden Proto
porphyrins durchlässig ist, mit dem Auge betrachtet.
Durch Bewegen des zum Abspreizen des Zahnfleisches ver
wendeten Werkzeuges in zirkulärer Richtung werden dann
die verschiedenen Abschnitte der Zahnfleischtasche nach
einander inspiziert. Auf diese Weise erhält man ein Bild
vom Ausmaß der Paradontitis und von der räumlichen Ver
teilung der kranken Bereiche. Das in dezentem Grün ge
sehene Hintergrundslicht erlaubt dabei die räumliche
Zuordnung der fluoreszierenden Bereiche zur individuellen
Gebißsituation.
Falls gewünscht kann man bei diesem direkten visuellen
Betrachten der Fluoreszenz das im Roten durchlassende
Beobachtungsfilter in ein Brillengestell einbauen, welches
der Arzt trägt oder als Vorsatz vor eine Brille ausbilden.
Alternativ kann man das Beobachtungsfilter an einem anderen
Teil befestigen, z. B. dem zum partiellen Öffnen der
Zahnfleischtasche verwendeten Werkzeug, einem etwa ver
wendeten Lichtleiter, über welchen das Anregungslicht
zugeführt wird oder als elastisches Filter, welches sich
unter Adaptation eines Lichtleiters elastisch an die
Umgebung anpaßt und somit direkt an der Austrittsstelle
des Fluoreszenzlichtes vorgesehen werden kann. Verwendet
man zu Beobachtung eine Videokamera, kann das Beobach
tungsfilter auf deren Objektiv aufgesetzt sein.
Zum einfachen Beleuchten und Betrachten des Inneren
der Zahnfleischtasche kann man auch ein Diagnosegerät
benutzen, wie es in Fig. 5 und 6 dargestellt ist.
Dieses Diagnosegerät besteht aus einem insgesamt mit
70 bezeichneten Handstück und einer insgesamt mit 72
bezeichneten Versorgungs- und Auswerteeinheit 72, die
mit dem Handstück 70 über ein Kabel 74 verbunden ist.
Das Handstück 70 hat ein Griffteil 76, in welchem eine
rechteckigen Querschnitt aufweisende Stange 78 verschieb
bar gelagert ist. Die Stange 78 trägt einen Flansch
80, der in einer Federkammer 82 verschiebbar ist und
durch eine Schraubendruckfeder 84 in der Zeichnung nach
rechts in eine eingefahrene Stellung vorgespannt ist.
In einer Ausnehmung 86 des Griffteils 76 ist ein Schiebe
teil 88 verschiebbar, welches auf seinen beiden Seiten
flächen Führungsrippen 90 aufweist, die mit passenden
Führungsnuten 92 in den Seitenflächen der Ausnehmung
86 zusammenarbeiten. Das Schiebeteil 88 trägt einen
Mitnehmer 94, der mit dem Flansch 80 zusammenarbeitet.
Das vordere in Fig. 5 links liegende Ende der Stange
78 trägt einen Arbeitskopf 98, der in zur Zeichenebene
von Fig. 5 senkrechter Richtung nur geringe Abmessung
aufweist, z. B. 0,5 mm bis 1 mm dick ist.
Der Arbeitskopf 96 umfaßt in der Zeichenebene von Fig.
5 liegende dicht aufeinanderfolgende stabförmige Elemente,
von denen jedes zweite ein aus für das Anregungslicht
transparentem Material gefertigtes Lichtabgabeelement
ist, wovon in der Zeichnung zwei bei 100 bzw. 102 ge
zeigt sind, und die anderen Zeilen-Bildwandler sind, von
denen zwei bei 104 und 106 gezeigt sind. Von diesen weist
der eine mit seiner aktiven Seite nach vorn, der andere
nach hinten.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Zeilen-
Bildwandler 104, 106 zu beiden Seiten der Lichtabgabe
elemente 100, 102. In Abwandlung kann man auch nur ein
einziges Lichtabgabelement vorsehen, das an zwischen
den beiden Zeilen-Bildwandlern angeordnet ist. Zu beiden
Seiten der durch die Lichtabgabeelemente 100, 102 und die
Zeilen-Bildwandler 104, 106 gebildeten Anordnung liegen
stabförmige Spreizelemente 108, 110, die etwas größere
Abmessung in zur Zeichenebene von Fig. 5 senkrechter
Richtung aufweisen wie die Lichtabgabeelemente und Zeilen-
Bildwandler, z. B. 0,2 mm größer sind als diese. Auf diese
Weise werden auf die Lichtabgabeelemente Zeilen-Bildwandler
beim Verschieben des Arbeitskopfes 96 in einer Zahntasche
einwirkende Kräfte klein gehalten.
Die Lichtabgabeelemente 100, 102 stehen mit Lichtleitern
112, 114 in Verbindung, die in die Stange 78 eingebettet
sind und über flexible einen Durchhang aufweisende Licht
leiterabschnitte mit Anschlüssen eines Steckverbinderteiles
116 verbunden sind.
Die Zeilen-Bildwandler 104, 106 sind mit Kabeln 118, 120
verbunden, die sich ebenfalls durch die Stange 78 er
strecken und über einen Durchhang bildende Kabelabschnitte
mit zugeordneten Anschlüssen des Steckverbinderteiles
116 verbunden sind.
Zur Ermittlung der momentanen Stellung der Stange 78
ist ein Stellungsgeber 122 vorgesehen, dessen stabförmi
ges Eingangsteil 114 mit der Rückseite des Flansches
80 zusammenarbeitet. Das Ausgangssignal des Stellungs
gebers 122 wird über einen weiteren Leiter 126 auf einen
weiteren Anschluß des Steckverbinderteiles 116 gegeben.
Die verschiedenen Anschlüsse des Steckverbinderteiles
116 sind über das Kabel 74 mit der Versorgungs- und
Auswerteeinheit 72 verbunden. Das Kabel 74 enthält zur
Lichtbeaufschlagung der Lichtabgabeelemente 100, 102
zwei Lichterleiter 128, 130, deren Enden an einen Punkt
zusammengeführt sind. Dieser ist mit dem Ausgang einer
insgesamt mit 132 bezeichneten Anregungslichtquelle
verbunden. Diese umfaßt eine Weißlichtquelle 134, die
z. B. durch eine Xenon-Kurzbogenlampe gebildet sein kann,
einen Doppelkollimator 136, 138 und ein in diesem auf
gestelltes Farbfilter 140, welches im Violetten durch
läßt.
Das Kabel 74 enthält ferner drei Leiter 142, 144, 146,
welche die Ausgangssignale der beiden Zeilensensoren 104,
106 bzw. das Ausgangssignal des Stellungsgebers 122 auf
zugeordnete Eingänge eines Rechners 148 geben. Dieser
umfaßt u. a. eine CPU 150 und einen Bildspeicher 152.
Der Rechner arbeitet grob gesprochen so, daß er die von
den Zeilensensoren 104, 106 unter Adressierung eines vom
Ausgangssignal des Stellungsgebers 122 abgeleiteten Sig
nales im Bildspeicher 152 ablegt, so daß man durch Bewe
gen des Arbeitskopfes 96 am Schiebeteil 88 bei unverändert
gehaltenem, z. B. an benachbarten Zähnen abgestütztem
Griffteil 76, im Bildspeicher 152 ein flächiges Bild von
der Außenseite des Zahnhalses bzw. der Innenseite der
Zahnfleischtasche erhält.
Der Rechner 148 kann ferner unter Berücksichtigung der
Anzahl und Intensität von Pixeln, deren Farbe dem Fluores
zenzlicht entspricht, bestimmen, welcher Anteil der aus
gemessenen Oberflächen krank bzw. befallen ist.
Der Rechner 148 kann ferner übliche Bildbearbeitung durch
führen, um den Kontrast zu verschärfen, den Abbildungs
maßstab zu ändern usw.
Der Rechner 148 kann die ggf. überarbeiteten Bilder auf
einem Bildschirm 154 oder einem Farbdrucker 156 ausgeben.
Ein Tastenfeld 158 dient zur Einstellung der jeweils ge
wünschten Bildauswertung.
Man erkennt, daß das in den Fig. 5 und 6 gezeigte Dia
gnosegerät unter den beengten Verhältnissen in einer Zahn
tasche ohne nennenswerte Verformung des die Zahntasche
begrenzenden Gewebes ein Bild vom die eine Seite der Zahn
tasche vorgebenden Bereich des Zahnhalses sowie vom die
andere Seite der Tasche begrenzenden Teil des Zahnfleisches
geben kann.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde
das Modifikationsmaterial dazu verwendet, erkrankte Be
reiche über ihre optischen Eigenschaften zu markieren
und so eine visuelle Kontrolle derselben zu ermöglichen.
Das Modifikationsmaterial kann aber auch für Therapie
zwecke eingesetzt werden. Man bringt das Modifikations
material in irgendeiner seiner oben beschriebenen Reali
sierungsformen wieder an die kranken Stellen. Nach einer
Einwirkungszeit von mindestens 60 bis 80 min, vorzugs
weise etwa 120 min, sind die kranken Zellen photosensi
bilisiert, wie oben beschrieben wurde. Man kann nun diese
photosensibilierten Zellen durch intensive Bestrahlung
mit Licht so weit schädigen, daß sie absterben. Hierzu
kann man z. B. Weißlicht mit einer Beleuchtungsstärke von
30 W/cm2 über einen Zeitraum von 1 min einwirken lassen,
wodurch schon eine signifikante Reduktion vitaler Bakte
rien in der Zahnfleischtasche erhalten wird, die über
Zeiträume von mehreren Wochen anhält.
Durch eine solch intensive Bestrahlung mit Weißlicht wer
den auch gesunde Gewebebereiche beeinträchtigt, wenn auch
nicht so geschädigt, daß sie absterben. Um derartige vor
übergehende Gewebebeschädigungen zu vermeiden bzw. klein
zuhalten, kann man bei der Bestrahlung Maskenteile ver
wenden, die benachbarte gesunde Gewebebereiche abdecken.
Fig. 7 zeigt ein derartiges Maskenteil 160, welches schie
nenähnlich ausgebildet ist, so daß es eine Mehrzahl benach
barter Zähne überdeckt. Vorzugsweise ist die Rinne elas
tisch federnd, so daß das Maskenteil 160 mit einem vor
der Zahngruppe liegenden Schenkel 162 der Rinne und einem
entsprechenden, hinter der Zahngruppe liegenden Schenkel
an der Zahngruppe verrastet werden kann. In dem vorderen
Schenkel 162 ist eine die Bestrahlungsstelle definierende
Ausnehmung 164 vorgesehen.
Vorzugsweise ist das Maskenteil aus aus Kunststoffolie
tiefgezogenes Wegwerfteil, wobei in das Kunststoffmaterial
schwarze Pigmente in ausreichender Konzentration eingear
beitet sind, damit das Material Weißlicht gut absorbiert.
In Fällen, in denen eine Gruppe von Zähnen gleichermaßen
therapiert werden soll, kann man gemäß Fig. 8 eine
Verteilerschiene 166 vorsehen, die ebenfalls auf eine
Zahngruppe aufgesetzt wird und auf der Innenfläche eine
hochreflektierende Schicht trägt. Die Verteilerschiene
166 hat einen vor der Zahngruppe liegenden Schenkel 168
und einen hinter der Zahngruppe liegenden Schenkel 169 und
ist wieder elastisch verformbar und so auf die Zahngruppe
aufclipsbar. Dabei sind die Schenkel nun aber jeweils
nach innen gekröpft, wie bei 170 angedeutet, so daß über
den Zähnen ein Licht-Verteilkanal 172 verbleibt. In diesen
wird das Therapierlicht von einer oder beiden Stirnseiten
her eingekoppelt. Der obenliegende Schenkel-Verbindungs
abschnitt 174 der Verteilerschiene 166 hat eine Mehrzahl
von z. B. pyramidenförmigen Erhebungen 174, die ins Innere
des Licht-Verteilkanales 172 ragen und deren Höhe vom
Ende der Verteilschiene zu deren Mitte (bei beidseitiger
Einstrahlung) bzw. vom einen Ende zum anderen Ende (ein
seitige Lichteinstrahlung) zunimmt. Auf diese Weise wer
den die aufeinander folgenden Zahntaschen gleichermaßen
durch einen einzigen Bestrahlungsvorgang bestrahlt.
Bei notwendiger längerfristiger Bestrahlung kann man die
zu schützenden der Bestrahlungsstelle benachbarten Gewe
bebereiche zusätzlich durch ein feines Wasserspray kühlen,
um zuweilen vom Patienten bei der photodynamischen Thera
pie wahrgenommene Schmerzen auszuschließen.
Die Verwendung sichtbaren Lichtes erfordert, daß ein freier
Zugang zu dem zu bestrahlenden Bereich besteht. Ein sol
cher muß oft durch Abheben des Zahnfleisches vom Zahnhals
geschaffen werden, was für den Patienten unangenehm ist.
Wo ein solches Öffnen der Zahntaschen unerwünscht ist,
kann man die photodynamische Therapie auch von der Seite
durch die Gingiva hindurch vornehmen. Hierzu wird Licht
verwendet, welches von der wasserhaltigen Gingiva nicht
oder nur wenig ab sorbiert wird. Infrarotes Licht oder
langwelligere elektromagnetische Strahlung wie Mikro
wellen erfüllen diese Voraussetzung.
Im Hinblick auf den insgesamt für Diagnose und photodyna
mische Therapie erforderlichen apparativen Aufbau ist
es vorteilhaft, wenn man das gleiche Gerät mit kleinen
Abwandlungen einerseits für die Diagnostik, andererseits
für die Therapie verwenden kann. Dies ist bei dem in Fig.
5 gezeigten Gerät möglich, indem man das Farbfilter 140
gegen ein anderes Farbfilter austauscht, das in einem
für die Therapie günstigen Wellenbereich durchlässig ist.
In diesem Falle hat man dann auch eine Zuführung des The
rapielichtes direkt zur Behandlungsstelle über die Licht
abgabeelemente 100, 102. Wünscht man die Zeilensensoren
104, 106 vor starker Strahlungseinwirkung zu schützen,
wie sie zuweilen bei der photodynmischen Therapie wün
schenswert ist, kann man für die Therapie ein abgewan
deltes Handstück verwenden, welches nur Lichtabgabeele
mente 100, 102 trägt, die dann in größerer Anzahl vorge
sehen sind.
In weiterer Abwandlung des letztgenannten Ausführungsbei
spieles kann man die Vielzahl nebeneinander liegender
stabförmiger Lichtabgabeelemente 100, 102 usw. durch ein
einziges plattenförmiges Lichtabgabeelement ersetzen.
Dieses kann dann mit schuppenförmig aufgerauhten Ober
flächen versehen sein oder im Volumen mit Streuzentren
wie Metallpartikeln, Blasen oder dergleichen versehen
sein (diese Maßnahme kann auch bei den Lichtabgabeelemente
des Diagnose-Arbeitskopfes 96 vorgesehen werden), um eine
omnidirektionale Abgabe von Therapielicht zu gewährleisten.
Die Lichtabgabeelemente können auch aus einem für das
Therapielicht transparenten elastischen Material bestehen,
so daß sich die Lichtabgabeelemente an die Form des
Zahnhalses bzw. der Zahnfleischtasche anpassen können.
Analog kann man in Abwandlung des Ausführungsbeispieles
nach Fig. 5 auch bei einem Diagnose-Handstück flexible
Lichtabgabeelemente 100, 102 und flexible Zeilensensoren
104, 106 verwenden, die sich der Form der Zahnfleisch
tasche anpassen.
Ist bei einem Therapie-Handstück, wie es obenstehend be
schrieben wurde, die Abmessung des Arbeitskopfes 96 in
Längsrichtung der Stange 78 klein, so werden die verschie
denen Bereiche der Zahnfleischtasche durch Verschieben
des Arbeitskopfes nacheinander bestrahlt. Man kann durch
die Bestrahlungsdauer dann dem jeweiligen Erkrankungszu
stand des gerade bearbeiteten Bereiches der Zahnfleisch
tasche Rechnung tragen. Wählt man Arbeitsköpfe größerer
Länge, so kann man eine Zahnfleischtasche in einem Vorgang
bestrahlen, kann jedoch unterschiedlich stark erkrankten
Bereichen nicht in spezifischer Weise Rechnung tragen.
Sowohl für Diagnose-Handstücke als für Therapie-Handstücke
gilt, wenn man Reflexions- und Streuverluste an internen
Grenzflächen des Lichtweges zwischen Lichtquelle und zu
beleuchtendem bzw. bestrahlendem Bereich der Zahnfleisch
tasche bzw. des Zahnhalses kleinhält. Hierzu kann man
zwischen den Lichtabgabeelementen und den zu beleuchten
den bzw. bestrahlenden Bereichen Kopplungsmedien mit ge
eignetem Brechnungsindex vorsehen. Derartige Kopplungs
medien sind z. B. transparente Gele, wie Glyzeringel. Ist
die Zahnfleischtasche nach außen abgedichtet, kann man
auch Flüssigkeiten wie Wasser verwenden. Auch erhärtende
"Gele" oder Kunststoffe wie transparent Polysiloxane kön
nen die Funktion eines Koppelmediums erfüllen.
In weiterer Abwandlung der oben beschriebenen Ausführungs
beispiele kann man dem Modifikationsmaterial und/oder
dem Koppelmedium weitere Substanzen zumischen, welche
entweder den weiteren Verlauf der Untersuchung begünstigen
(z. B. blutstillende Mittel) oder im Hinblick auf Prophy
laxe und/oder medikamentöse Therapie von Vorteil sind.
Zu nennen sind hier Fluoride, Desinfektionsmittel wie
Chlorhexidin, desensibilisierende Substanzen wie Stron
trium oder Kalium enthaltende Verbindungen, Antiadhäsiva
wie Delmopinol oder Triclosan usw. Auf diese Weise kann
man die für die Photosensibilisierung benötigte Zeit auch
gleich zu Therapie- oder Prophylaxemaßnahmen nutzen.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wurden
kontinuierlich arbeitende Lichtquellen verwendet. Es ver
steht sich, daß man insbesondere im Rahmen der photodyna
mischen Therapie auch Blitz-Lichtquellen wie Stroboskop
leuchten verwenden kann. Dabei kann im Rahmen der photo
dynamischen Therapie durch Einstellung des Tastverhält
nisses zwischen Blitzzeit und Blitzabstand eine etwaige
Schmerzreaktion vermindert werden und die Gefahr thermi
scher Schädigung umliegender gesunder Weich- und/oder
Hartgewebe minimiert werden. Derartige Blitz-Lichtquellen
können sowohl bei direkter Beleuchtung bzw. Bestrahlung
oder auch bei Beleuchtung bzw. Bestrahlung über in die
Tasche eingeführte Lichtabgabeelemente oder bei Beleuch
tung oder Bestrahlung einer Mehrzahl von Zahntaschen durch
eine reflektierende Verteilschiene, wie oben beschrieben,
verwendet werden.
Gemäß Fig. 9 kann man in eine Zahnfleischtasche 18 ein
gebrachtes Modifiziermaterial 40 dadurch gegen Mundflüs
sigkeit und gegen eine Abgabe von Modifikationssubstanz
in den Mundraum schützen, daß man das ober offene Ende
der Zahnfleischtasche gegen die Mundhöhle mit einer
elastischen Schutzkappe 176 abdichtet. Diese kann mecha
nisch z. B. durch eine Drahtbügelfeder am Zahn 10 oder
diesem benachbarten Zähnen angebracht werden, oder durch
Unterdruck am Platz gehalten werden, wozu sie einen mit
einer Unterdruckquelle verbindbaren Schlauch 180 aufweist.
Oben wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf eine photo
dynamische Diagnostik und unter Bezugnahme auf eine photo
dynamische Therapie beschrieben. In der Praxis wird man
diese Einsatzmöglichkeiten der Erfindung kombinieren mit
anderen Paradontaltherapieverfahren, insbesondere mit
einer Ultraschalltherapie.
Die erfindungsgemäße photodynamische Diagnostik empfiehlt
sich parallel zu jeder herkömmlichen Paradontaldiagnostik,
insbesondere bei Verdachtsbefunden einer etablierten mar
ginalen Paradontitis. Nach Markierung aktiver Läsionen
im Fluoreszenzkontrast, wie oben beschrieben, empfiehlt
sich eine anschließende photodynamische Therapie, um die
Entzündungskorrelate und ursächlichen Bakterien auch in
für herkömmliche mechanische Verfahren oder für ein Ultra
schalltherapieverfahren unzugänglichen Abschnitten der
Zahnfleischtaschen zu erreichen. Unter Einsatz der Erfin
dung können somit erstmalig auch ins Taschenepithel und
ins benachbarte Bindegewebe infiltrierte Bakterien unter
vollständigem Verzicht auf Antibiotika und weitgehende
Vermeidung systemischer Nebenwirkungen wirksam bekämpft
werden.
Nach Abschluß der photodynamischen Therapie (und ggf. nach
erneuter Diagnostik) wird anschließend eine herkömmliche
mechanische Reinigung oder Spülung der betroffenen Para
dontien durchgeführt, bevorzugt eine Ultraschalltherapie
durchgeführt. Letztere hat den großen Vorteil, daß mit
ihr auch eventuelle Gelrückstände und photodynamisch in
aktivierte Bakterien besonders wirksam aus der Tasche
entfernt werden. Auch etwa photodynamisch nicht inakti
vierte Bakterien werden durch die ultraschallinduzierten
Flüssigkeits-Scherbwegungen, durch Gravitation, durch
Wärmeentwicklung oder (im Falle von an Zahn- oder anderen
Gewebsoberflächen adhäsiv gebundenen Bakterien) durch
mechanischen Abtrag wirkungsvoll entfernt.
Während der bei Paradontalbehandlungen notwendigen Befund
reevaluation kommt die erfindungsgemäße Diagnostik erneut
zum Einsatz, wodurch man die Therapieeffekte differen
zierter und mit feinerer Auflösung beurteilen kann als
mit den bisherigen diagnostischen Verfahren. Dies ist
Voraussetzung für eine individuelle Planung der Erhal
tunstherapie im Sinne einer (Re-)Infektionkontrolle und
Paradontalprophylaxe.
Von der Erfindung kann man auch im Bereich der Diagnostik
von Kariesläsion Gebrauch machen, insbesondere an ver
deckten Stellen im Bereich der Fissurenkaries und der
Approximalkaries.
Die Diagnostik erfolgt analog, wie obenstehend für die
Paradontaldiagnostik beschrieben. Die Karies verursachen
den Bakterien (Streptokokken) sind nämlich ebenfalls stoff
wechselaktiv. Ihre Säureproduktion ist Ursache der Karies.
Die betroffenen Hartsubstanzoberflächen weisen dagegen
keinen Stoffwechsel (im hier relevanten Sinne) auf, wes
halb sich gute Kontraste zwischen Bakterienschichten und
Zahnoberfläche ergeben. Teilweise sind hier zwar noch
Eigenfluoreszenzeffekte der Zahnhartsubstanz überlagert;
diese spielen jedoch nur eine untergeordnete Rolle.
Die Applikation des Modifikationsmateriales muß wieder
so erfolgen, daß unter den Umgebungsbedingungen die Modi
fikationssubstanz über eine zur Verstoffwechselung aus
reichende lange Zeit an den fraglichen Bereichen der Zahn
hartsubstanzoberflächen gehalten wird. Als Grundmaterial
eignen sich daher besonders gut lösungsmittelhaltige Lacke,
z. B. auf der Basis von Harzen oder Wachs, beispielsweise
Kollophonium, Schellack etc. Bevorzugt werden hydrophile
Substrate, welche auch unter Speichelzutritt über die
zur Verstoffwechselung notwendige Zeit gut an den Zahn
oberflächen haften.
Es können auch zunächst Modifikationsmaterialien, welche
hydrophile Gele als Grundmaterial umfassen, aufgetragen
werden, wie im Zusammenhang mit der Paradontaldiagnostik
oben beschrieben wurde, z. B. Glyzeringel. Diese Materialien
können dann zur Langzeitstabilisierung am betrachteten
Ort mit einem anderen Material überschichtet werden, vor
zugsweise einem Lack der oben angesprochenen Art.
Alternativ eignen sich als Grundmaterialien für die von
den Bakterien zu verstoffwechselnden Modifikationssubstan
zen oder zur Überschichtung primär aufgetragener Modifi
kationsmaterialien auch Kunststoffe, z. B. Siloxane, Poly
ether, oder auch Materialien auf Agar-Basis. In Betracht
kommt auch ein Schutz des aufgetragenen Modifikations
materials durch Anbringen eines Überabdrucks oder durch
Aufsetzen einer Isolationsschiene, die das Modellmaterial
vom Inneren des Mundraumes trennt.
Die oben beschriebene Verwendung der erfindungsgemäßen
Diagnostik für die Karieserkennung erlaubt in kritischen
Fällen die Identifizierung einer Initialkariesläsion,
insbesondere nach zuvor erfolgter Oberflächenreinigung
von adsorbierter Plaque von den betroffenen Zahnober
flächen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Modi
fikationssubstanz und die Stoffwechselprodukte in Ober
flächenrandzonen oder suboberflächliche Zahnhartsubstanz
defekte eindiffundieren, wodurch eine quantifizierbare
Diagnostik von Struktureinbrüchen möglich ist. Man erhält
so wertvolle Informationen als sicherere Basis für eine
Therapieentscheidung. Die quantitative Auswertung der
Fluoreszenz-Diagnostik erlaubt insbesondere bei Grenz
flächen invasiver Indikationsstellung Verlaufskontrolle
im Sinne eines Kariesmonitoring und ggf. auch die Kon
trolle therapeutisch induzierter Stagnationen oder Re
mineralisationen. Auch in dieser Anwendung ist der Ein
satz der Videotechnik mit geeigneten Filtern und nach
geordneter Bildauswertung vorteilhaft.
Anders als bei der Paradontalanwendung, bei welcher leicht
aus der Zahnfleischtasche herauszuspülende "floating
plaque" vorliegt, ist die kariogene Plaque fest an der
Zahnoberfläche adhäriert. Zur besseren Infiltration der
Modifikationssubstanz in Oberflächendefekte hat sich daher
eine Applikation unter Verwendung einer geschlossenen
Saugglocke oder einer fluiddicht über den zu untersuchenden
Bereich gesetzten Formlöffels bewährt, wobei man dann das
Penetrieren des Modifikationsmateriales in die Oberflächen
defekte durch Wechseldruckbeaufschlagung des Inneren der
Saugglocke oder des Abformlöffels unterstützen kann. Man
erhält so eine Pumpwirkung, die durch positive und negative
Druckspitzen herbeigeführt wird.
Mit besonderem Vorteil wird die erfindungsgemäße Karies
diagnostik auch im Randbereich von Zahnrestaurationen
verwendet. Erkennt man dort eine beginnende Karies, so
kann man durch ggf. durch Wechseldruckbeaufschlagung wie
oben beschrieben unterstütztes Eindiffundieren eines Wirk
stoffes in undichte und bakteriell besiedelte Randspalten
eingegliederter Zahnrestaurationen die Karies im Anfangs
stadium wirksam bekämpfen und eine Neuanfertigung der
Zahnrestauration vermeiden. Insbesondere Leakage-Phäno
mene, die eine Neuanfertigung der Zahnrestauration lang
fristig notwendig machen, können mit der Fluoreszenz-
Kariesdiagnostik zuverlässig erkannt werden.
Claims (43)
1. Material zur unterschiedlichen Modifizierung der opti
schen Eigenschaften unterschiedlicher Zellen mit einem
Grundmaterial und einer in diesem verteilten Modifikations
substanz, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung in
der Paradontologie das Grundmaterial eine viskose Flüssig
keit, ein Gel, ein flächiges oder dreidimensionales porö
ses Substrat oder ein in situ erhärtendes Material, ins
besondere ein filmbildendes Material umfaßt.
2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Grundmaterial bezüglich der unterschiedli
chen Zellen und vorzugsweise auch bezüglich des Umgebungs
milieus inert ist.
3. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß es thixotrop ist.
4. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Grundmaterial ein Gel ist
und mindestens einen feinen anorganischen Füllstoff umfaßt.
5. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Grundmaterial ein Gel ist
und ein organisches Verdickungsmittel umfaßt.
6. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß das mit der Modifikationssubstanz versehene
poröse Substrat in Pulverform vorliegt.
7. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Grundmaterial transparent
ist.
8. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das filmbildende Material einen
Lack, ein Harz oder ein Wachs umfaßt.
9. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine Wirksubstanz
enthält, z. B. ein Fluorid, ein Desinfektionsmittel, eine
densensibilisierende Substanz oder ein Antiadhäsivum.
10. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß es einen pH-Wert von 4,5 bis 7,5,
vorzugsweise etwa 5, aufweist.
11. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Grundmaterial ein dentales
Abformmaterial umfaßt.
12. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Modifikationssubstanz eine
die Fluoreszenz der Zellen modifizierende Substanz ist.
13. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Modifikationssubstanz eine
die Absorption der Zellen modifizierende Substanz ist.
14. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Modifikationssubstanz ein
Stoffwechselprodukt, ein Stoffwechselzwischenprodukt,
ein Stoffwechselmetabolit des Zellstoffwechsels oder
ein am Zellstoffwechsel teilnehmendes Enzym oder eine
Substanz ist, die an einem zur Bildung einer der vorge
nannten Substanzen führenden Seiten-Syntheseschritt
teilnimmt.
15. Material nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zellstoffwechsel der Häm-Stoffwechsel ist
und daß die Modifikationssubstanz eine an diesem Stoff
wechsel teilnehmende oder diesen beeinflussende Substanz
ist, insbesondere Aminolävulinsäure oder eine Eisen
inaktivierende Substanz.
16. Material nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Modifikationssubstanz einen der Agonisten
oder einen der Antagonisten der beim Häm-Stoffwechsel
beteiligten Enzyme umfaßt.
17. Material nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Modifikationssubstanz einen Ferro-
Chelastase-Antagonisten oder einen Eisenkomplexbildner
umfaßt.
18. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Konzentration der Modifika
tionssubstanz 0,5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise zwischen
5 und 40 Gew.-%, wiederum bevorzugt 10 bis 20 Gew.-%, be
trägt.
19. Gerät zum Applizieren eines viskosen Modifikations
materiales nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß es eine Kanüle (26) aufweist, die
mit einer das Modifikationsmaterial unter Druck bereit
stellenden Materialquelle (28, 58) verbunden ist.
20. Gerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kanüle (26) eine auf ihre freie Spitze bezogene
Graduierung (42) aufweist.
21. Gerät nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeich
net, daß die Kanüle (26) und die Materialquelle (28,
58) so ausgelegt sind, daß das Material langsam abgegeben
wird.
22. Gerät nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeich
net, daß die Kanüle (26) dünn und scharf ist.
23. Gerät nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß die Materialquelle (28, 58) manuell
bedienbar ist und zwischen einem manuell betätigten Be
dienteil (68) und einem auf ein Volumen des Materiales
arbeitenden Verdrängerteil (58) ein die Bewegung des Be
dienteiles (68) untersetzendes Getriebe vorgesehen ist.
24. Gerät zum Bestimmen der optischen Eigenschaften von
Zellen, welche mit einem Modifizierungsmaterial nach
einem der Ansprüche 1 bis 18 behandelt wurden, mit einer
Quelle (132) für Anregungslicht und mit einer Beobach
tungseinrichtung (96) für von den Zellen zurücklaufendes
Meßlicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (132)
für das Anregungslicht mit mindestens einem stab- oder
plattenförmigen Lichtabgabeelement (100, 102) oder einem
geringe Dicke aufweisenden flächigen Lichtabgabeelement
gekoppelt ist, welches parallel zur Achse eines Zahns (10)
in eine dem Zahn zugeordnete Zahnfleischtasche (18)
einführbar ist; und daß die Beobachtungseinrichtung (96)
mindestens einen Bildwandler (104, 106) aufweist, der
parallel zur Achse des Zahns (10) in die Zahnfleischtasche
(18) einführbar ist.
25. Gerät nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch einen
Rechner (148), welcher die Ausgangssignale der Bild
wandler (104, 106) im Hinblick auf die Größe von Bildbe
reichen unterschiedlicher Färbung auswertet.
26. Gerät nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeich
net, daß die Bildwandler (104, 106) Zeilen-Bildwand
ler sind.
27. Gerät nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei Bildwandler (106, 108) vor
gesehen sind, deren aktive Flächen in entgegengesetzte
Richtung weisen.
28. Gerät nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Arbeitskopf (26) mindestens
ein Lichtabgabeelement (100, 102) und mindestens einen
Bildwandler (104, 106) trägt und seinerseits verschieb
bar von einem Basisteil (76) getragen ist, und daß ein
Stellungsgeber (122) vorgesehen ist, welcher die Relativ
stellung zwischen Arbeitskopf (96) und Basisteil (76)
mißt und dessen Ausgangssignal zur Adressierung eines
Bildspeichers (152) verwendet wird.
29. Gerät nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß
der Arbeitskopf (96) Spreizmittel (108, 110) auf
weist, welche Wände einer zu untersuchenden Zahnfleisch
tasche (18) von den Lichtabgabeelementen (100, 102) und
den Bildwandlern (104, 106) abheben.
30. Gerät zum Bestrahlen von Zellen, welche mit einem
Modifikationsmaterial gemäß einem der Ansprüche 1
bis 18 in ihren optischen Eigenschaften modifiziert wur
den, mit einer Therapielichtquelle (132) und Mitteln (128,
130, 100, 102) zum Leiten des Therapielichtes zu den zu
bestrahlenden Stellen.
31. Gerät nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß
es mindestens ein Maskenteil (160) umfaßt, welches
zum Abdecken von Gewebebereichen dient, die dem zu be
strahlenden Gewebebereich benachbart sind.
32. Gerät nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß
das Maskenteil (160) als auf eine Zahngruppe aufsetz
bares Schienenteil ausgebildet ist, welches vorzugsweise
elastisch auf die Zahngruppe aufrastbar ist.
33. Gerät nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch
gekennzeichnet, daß das Modifikationsmaterial so
gewählt ist, daß die Wellenlänge des von der Therapie-
Lichtquelle (132) abgegebenen Lichtes in einem Wellen
längenbereich liegt, in welchem die Absorption der einen
Zellen erhöht ist.
34. Gerät nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wellenlänge der Therapie
strahlung so gewählt ist, daß diese das Zahnfleisch durch
quert.
35. Gerät nach einem der Ansprüche 30 bis 34, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittel zum Leiten des Thera
pielichtes zu den zu bestrahlenden Stellen ein rinnen
förmiges Verteilteil (166) aufweisen, welches auf eine
Zahngruppe aufsetzbar ist und eine reflektierende Innen
fläche aufweist.
36. Gerät nach einem der Ansprüche 30 bis 35, gekennzeich
net durch eine optische Koppelmasse, die für das The
rapielicht transparent ist und den Raum zwischen einem
Lichtabgabeelement und dem zu behandelnden Gewebebereich
ausfüllt.
37. Gerät nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet,
daß im Inneren des schienenförmigen Verteilelementes
(166) lichtstreuende Mittel (174) vorgesehen sind.
38. Gerät nach einem der Ansprüche 30 bis 37, dadurch
gekennzeichnet, daß die Therapie-Lichtquelle (132)
eine Blitz-Lichtquelle umfaßt.
39. Gerät nach einem der Ansprüche 30 bis 38, gekennzeich
net durch Mittel zum Abdichten von appliziertem Modi
fikationsmaterial gegen die Umgebung.
40. Gerät nach Anspruch 24 in Kombination mit Anspruch
30, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungslicht
quelle und die Therapielichtquelle eine gemeinsame weiße
Lichtquelle (134) und wahlweise in das weiße Licht stell
bare Farbfilter (140) aufweist, von denen durch das eine
das Anregungslicht und durch das andere das Therapielicht
hindurchgelassen wird.
41. Gerät nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lichtquelle mit einem dünnen stabförmigen oder
flächigen Lichtabgabeelement (100, 102) gekoppelt ist,
welches in eine Zahnfleischtasche in zur Zahnachse paral
leler Richtung einführbar ist , wobei es vorzugsweise in
hierzu senkrechter Richtung in der Zahntasche verschiebbar
ist.
42. Gerät nach Anspruch 40 oder 41, dadurch gekennzeich
net, daß die Oberfläche des Lichtabgabeelementes (100,
102) mit einer Vielzahl lichtbeugender oder streuender
Mittel versehen ist.
43. Gerät nach einem der Ansprüche 24 bis 42, dadurch
gekennzeichnet, daß der Brechungsindex des aus trans
parentem Material hergestellten Lichtabgabeelementes (100,
102) so gewählt ist, daß Beugungs- und Streuverluste an
der Grenzfläche zu in einer Zahnfleischtasche (18) befind
licher Flüssigkeit kleingehalten werden.
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