Tenside in Zahnpasten: Bedenklich für die orale Mukosa?

Die Verwendung von Zahnpasten ist keine Erfindung der modernen Medizin; bereits 3.000 bis 5.000 Jahre vor Christi Geburt verwendeten die alten Ägypter ein Pulver aus zerschlagenen Eiern und Asche, um ihre Zähne von Zahnbelag zu befreien [7]. Die Zusammensetzung von Zahnpasta änderte sich natürlich über die Jahrtausende, wobei die allerwichtigste Änderung die Einführung von Fluorid in die alltägliche Mundhygiene war. Die Beimengung von Fluoriden in die Zahnpasta führte zu einem signifikanten Kariesrückgang und kann zweifelsfrei als ein Meilenstein in der Kariesprophylaxe angesehen werden [12]. Neben Fluorid, dem wichtigsten aktiven Inhaltsstoff, sind noch zahlreiche andere Ingredienzien in heutigen Zahnpasten zu finden.

Inhaltsstoffe moderner Zahnpasten

Vereinfacht dargestellt kann man zwischen aktiven Inhaltsstoffen wie Fluoriden, Antiplaque- und Antigingivitissubstanzen, Substanzen gegen Mundgeruch, Zahnsteinbildung, Zahnhalsüberempfindlichkeiten, erosiven Geschehnissen beziehungsweise für weißere Zähne und zwischen sogenannten Hilfsstoffen unterscheiden. Zu den Hilfsstoffen werden Abrasivstoffe, Modifizierer für eine geeignete Viskosität und gute Fließeigenschaften, Feuchthaltemittel, Konservierungsstoffe, Wasser und auch Tenside gezählt. Tenside sind für die schäumenden Eigenschaften der Zahnpasta verantwortlich und führen somit zu einer geeigneten Verteilung anderer Inhaltsstoffe im gesamten Mundraum [7]. Des Weiteren unterstützen sie durch ihre speziellen chemischen Eigenschaften die reinigende Wirkung von Zahnpasten. Zu den am weitesten verbreiteten Tensiden zählt Sodium Lauryl Sulfat, welches jedoch schon mit unerwünschten Reaktionen, wie dem wiederholten Auftreten von Aphthen und Irritationen der Mundschleimhaut in Verbindung gebracht worden ist [6,10]. Genaue Untersuchungen zu diesem Thema sind jedoch äußerst selten.

Zwei Laborstudien zur Wirkung unterschiedlicher Tenside auf Zellkulturen

Studie 1: Erwachsenenzahnpasten

Cvikl

In einer Laborstudie der Autoren wurden Zahnpasten mit unterschiedlichen Tensiden hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Lebensfähigkeit oraler Fibroblasten und Epithelzellen untersucht [4]. Zu diesem Zweck wurden humane Zellen der Mundschleimhaut (Gingiva-Fibroblasten und epitheliale Zellen) sowie eine Mäusezelllinie, die routinemäßig für Zytotoxizitätstests herangezogen wird, angezüchtet. Diese Zellen wurden anschließend einer flüssigen Zahnpasten-Suspension ausgesetzt und analysiert. Bei den Zahnpasten handelte es sich durchgehend um kommerziell erhältliche, fluoridhaltige Zahnpasten für Erwachsene mit vier unterschiedlichen Tensiden. Fünf Produkte enthielten Sodium Lauryl Sulfat: Colgate® Total, Crest® Cavity Protection, Elgydium Anti-Plaque, Odol-med3® Original sowie Oral-B® Pro-Expert; ein Produkt enthielt Aminfluorid: Elmex® Kariesschutz; ein Produkt enthielt Steareth-20: Curaprox Enzycal; und zwei Produkte enthielten Cocamidopropyl Betaine: Emoform® actifluor Protect und Sensodyne® Fluorid. Tabelle 1 zeigt die verwendeten Zahnpasten mit den jeweiligen Tensiden und anderen Inhaltsstoffen.

Die einzelnen Zahnpasten wurden in einem in der Zellkultur gebräuchlichen Medium in einer Konzentration von 50% (bzw. für die Zahnpasten Curaprox Enzycal und Sensodyne® Fluorid in einer Konzentration von 72%) gelöst. Um die festen Bestandteile der Zahnpasten-Medium Mischung zu entfernen, wurde die Mischung zentrifugiert und der flüssige Überstand für eine Anwendung in der Zellkultur steril filtriert. Vor der experimentellen Anwendung wurde die gewonnene Flüssigkeit auf eine Endkonzentration von 0,3% Zahnpaste in der Flüssigkeit verdünnt.

Die angezüchteten Zellen (Gingiva-Fibroblasten, Epithelzellen und Mäusefibroblasten) wurden anschließend für jeweils 2 Minuten mit unterschiedlichen Konzentrationen der Zahnpastenüberstände in Kontakt gebracht und abschließend mit einer neutralen Flüssigkeit (PBS – Phosphatgepufferte Salzlösung) gespült. Direkt im Anschluss wurden die Zellen bezüglich ihrer Überlebensfähigkeit sowie ihres Wachstumsverhaltens analysiert. Aus den Daten der Untersuchung zur Lebensfähigkeit wurde der sogenannte LC 50- Wert (mittlere letale Konzentration) berechnet, die Konzentration, bei welcher 50% der Zellen abgestorben und 50% der Zellen am Leben sind. Des Weiteren wurde zur besseren Veranschaulichung eine Lebend-/Tot-Färbung der behandelten Zellen durchgeführt.

Sodium Lauryl Sulfat und Aminfluorid reduzierten Lebensfähigkeit der Zellen

Ohne auf die einzelnen Resultate der verschiedenen Analysemethoden einzugehen – die Ergebnisse der unterschiedlichen Methoden bestätigen sich gegenseitig – konnten folgende Aussagen getroffen werden: Die Zahnpasten, welche Sodium Lauryl Sulfat als Tensid beinhalten, zeigten alle einen LC50-Wert von unter 5%. Dies bedeutet, dass nur 5% Zahnpasta in der Flüssigkeit (entspricht 0,5 g/10 ml) nötig sind, um die Hälfte der analysierten Zellen abzutöten. Auch die Zahnpasten mit Aminfluorid als Tensid zeigten einen LC50-Wert von unter 5%. Im Unterschied hierzu die Ergebnisse der Zahnpasten mit Cocamidopropyl Betaine beziehungsweise Steareth-20 als Tensid: Hier wurden LC 50-Werte von 8%, 24% und sogar 75% gemessen. Zusammenfassend, auch die Ergebnisse des Wachstumsverhaltens und der Lebend-/ Tot-Färbung bedenkend, konnte aufgrund der dargestellten Invitro- Studie gezeigt werden, dass Zahnpasten für Erwachsene mit Sodium Lauryl Sulfat und Aminfluorid, aber nicht mit Cocamidopropyl Betaine beziehungsweise Steareth-20 die Lebensfähigkeit der untersuchten Zellen maßgeblich reduzierten.

Studie 2: Kinderzahnpasten

Cvikl

Die Frage, die sich nun gestellt hat, war, welche Auswirkungen Zahnpasten für Kinder auf Zellen der oralen Mundschleimhaut haben [5]. Schon bei der Zusammensetzung der Kinderzahnpasten zeigten sich deutliche Unterschiede zu den Erwachsenenzahnpasten. Unabhängig vom geringeren Fluoridgehalt, welcher den Richtlinien der zahnärztlichen Gesellschaften entsprechend bei Kinderzahnpasten 500 ppm und bei Zahnpasten für Jugendliche bei 1.000 ppm betrug, zeigte sich eine Vielzahl an unterschiedlichen Tensiden und auch vielfältige Kombinationen der einzelnen Tenside. Dies lässt darauf schließen, dass die Hersteller bereits versuchen, die Konzentration an Sodium Lauryl Sulfat zumindest in Zahnpasten für Kinder und Jugendliche zu verringern, möglicherweise um den besonders sensiblen Gegebenheiten der kindlichen Schleimhaut Rechnung zu tragen. Aufgrund dieser Vielzahl an unterschiedlichen Tensiden bzw. deren Kombinationen war es uns nicht möglich, so wie in der bereits beschriebenen Studie über Erwachsenenzahnpasten, eine primäre Einteilung entsprechend der verwendeten Tenside durchzuführen. Infolgedessen wurden 17 kommerziell erhältliche Zahnpasten für Kinder bis 6 Jahre bzw. für Jugendliche bis 12 Jahre untersucht [5]. Drei der untersuchten Zahnpasten hatten Cocamidopropyl Betaine als einziges Tensid in den Inhaltsstoffen: Blendi bis 6 Jahre, Sensodyne® Junior 6–12 Jahre und Theramed bis 6 Jahre; zwei Zahnpasten beinhalteten nur Sodium Lauryl Sulfat: Colgate® bis 6 Jahre und Mentadent Kids bis 6 Jahre; eine Zahnpaste enthielt eine Kombination aus Cocamidopropyl Betaine und Sodium Lauryl Sulfat: Theramed Junior 6–12 Jahre und eine Zahnpaste beinhaltete Aminfluorid als alleiniges Tensid: Elmex® Junior 6–12 Jahre. Alle anderen Kinder- und Jugendzahnpasten hatten andere Tenside: Candida Kids bis 6 Jahre und Candida Junior 6–12 Jahre, Dontodent Junior 6–12 Jahre sowie nenedent®baby 0,5–2 Jahre und nenedent® Kinderzahncreme bis 6 Jahre; beziehungsweise eine Mischung aus Cocamidopropyl Betaine und anderen Tensiden: Dontodent Kids bis 6 Jahre, Elmex® bis 6 Jahre, Odol-med3® Milchzahn 0,5–5 Jahre, Odol-med3® Milchzahn bis 6 Jahre, Odol-med3® Junior 6–12 Jahre. In Tabelle 2 sind die Zahnpasten mit den darin enthaltenen Tensiden und weiteren Inhaltsstoffen aufgelistet.

Die Vorgehensweise der Laborstudie war identisch mit der ersten Studie über Erwachsenenzahnpasten. Es wurde ein Zahnpasten- Slurry (mit Zellmedium, anstatt wie im alltäglichen Leben mit Speichel) hergestellt, die festen Bestandteile wurden herauszentrifugiert und die gewonnenen Überstände in verschiedenen Konzentrationen (von 80% bis zu 0,4%) für 2 Minuten zu Zellen der oralen Schleimhaut beziehungsweise zu den bereits beschriebenen Mäusefibroblasten gegeben und anschließend abgewaschen. Im Anschluss wurden Untersuchungen zur Lebensfähigkeit der Zellen, zum Wachstumsverhalten sowie eine Lebend-/Tot-Färbung durchgeführt. Aus den Ergebnissen der Lebensfähigkeitsuntersuchungen wurde der ebenfalls beschriebene LC50-Wert für jede einzelne Zahnpasta berechnet, um zu wissen, welche Zahnpastenkonzentration für 50% der behandelten Zellen toxisch ist.

Auswertung nach Überlebensrate zeigt deutliche Unterschiede

Wenn man die Ergebnisse betrachtet – auch hier wieder insbesondere die Ergebnisse der LC50-Werte, da diese für den klinischen Alltag am anschaulichsten sind und zudem durch die anderen Testmethoden bestätigt wurden –, können folgende Schlüsse gezogen werden: Es zeigten sich drei Gruppen an Zahnpasten, die sich statistisch signifikant unterschieden haben. Eine Gruppe mit den Zahnpasten Dontodent 6–12, Mentadent Kids bis 6, Candida bis 6, Theramed 6–12, Elmex® 6–12, Colgate® bis 6, Dontodent bis 6, Odol-med3® 6–12, Candida 6–12 und Odol-med3® bis 6 zeigte LC50-Werte von weniger als 5%. Dies bedeutet, dass bereits ab einer Menge von 0,5 g Zahnpaste pro 10 ml Flüssigkeit die Hälfte der behandelten Zellen abgestorben sind. Eine zweite Gruppe mit den Zahnpasten Elmex® bis 6, Odol-med3® bis 5, nenedent®baby bis 2 und nenedent® bis 6 zeigte LC50-Werte zwischen 5% und 20%. Die dritte Gruppe an Zahnpasten mit Sensodyne® Junior 6–12, Theramed Junior 1–6 und Blendi bis 6 zeigte hingegen LC50-Werte von über 95%, d.h., selbst bei einer beinahe unverdünnten Anwendung der Zahnpasten waren 50% der behandelten Zellen noch am Leben.

Diskussionspunkte der beiden Untersuchungen

Die Verwendung einer fluoridhaltigen Zahnpasta zur täglichen Mundhygiene steht zum Erhalt gesunder Zähne außer Frage. Welche Zahnpasta und insbesondere welches in der Zahnpasta enthaltene Tensid zur Anwendung kommen sollte, kann jedoch leider nicht so deutlich beantwortet werden. In den beschriebenen Studien konnte eindeutig gezeigt werden, dass bestimmte Tenside weniger gut für die behandelten Zellen waren als andere. So zeigten zum Beispiel Zahnpasten mit Sodium Lauryl Sulfat und Aminfluorid einen negativeren Einfluss auf Zellen der Mundschleimhaut als Zahnpasten mit Cocamidopropyl Betaine beziehungsweise Steareth-20 als Tensid. Diese Ergebnisse stehen großteils mit der zu diesem Thema existierenden Literatur im Einklang. So reduzierte Sodium Lauryl Sulfat in einer anderen Laborstudie die Lebensfähigkeit von Keratinozyten ebenfalls nach einer 2-minütigen Einwirkzeit [8]. Hingegen zeigte Cocamidopropyl Betaine im Gegensatz zu den vorgestellten Studien toxische Effekte in anderen Laborversuchen [1,8]. Andererseits existieren Studien, in denen Cocamidopropyl Betaine Zellen vor den negativen Auswirkungen von Sodium Lauryl Sulfat abschirmte [2]. Der Versuchsaufbau der beiden vorgestellten Studien unterscheidet sich jedoch in einem nicht unwichtigen Punkt von anderen Studien. Um der klinischen Situation so nahe wie möglich zu kommen, wurden die Zahnpasten als Ganzes untersucht und nicht nur die einzelnen Tenside, wodurch auch noch andere Faktoren bzw. Inhaltsstoffe untersucht werden konnten. Unbestritten ist jedoch, dass Zahnpasten mit bestimmten Tensiden den Zellen mehr schaden als Zahnpasten mit anderen Tensiden.

Bei den Kinderzahnpasten zeigte sich ein ähnlicher Trend wie bei den Zahnpasten für Erwachsene. Kinderzahnpasten mit Sodium Lauryl Sulfat zeigten sehr geringe LC50-Werte von unter 5%, wohingegen Kinderzahnpasten mit Cocamidopropyl Betaine als alleiniges Tensid LC50-Werte von über 95% aufwiesen. Sobald Cocamidopropyl Betaine jedoch mit einem anderen Tensid gemischt war beziehungsweise andere Tenside Verwendung fanden, waren wieder deutlich geringere LC50-Werte nachweisbar.

Klinische Relevanz

Die klinische Relevanz der beiden vorgestellten Studien muss natürlich mit Vorsicht beurteilt werden [3]. Es handelt sich bei den beiden Studien um reine Laborstudien, bei denen alle Einflüsse, sei es vom Benutzer der Zahnpasta, sei es durch die Umwelt, ausgeschlossen waren. So muss zum Beispiel daran gedacht werden, dass die Mundschleimhaut normalerweise durch mehrere Faktoren geschützt ist, wohingegen die Zellen im Laborversuch den Zahnpastaüberständen schutzlos ausgeliefert waren. So wurde weder ein Schutz durch den natürlichen Speichelfilm simuliert noch wurde die natürliche Barriere des Gewebes oder eine mögliche immunologische Antwort berücksichtigt. Insofern ist davon auszugehen, dass im alltäglichen Gebrauch viel höhere Konzentrationen nötig sind, um etwaige Schäden an der Schleimhaut zu provozieren. Dass es jedoch zu Schäden kommen kann, wird auch durch klinische Berichte bestätigt [6,9,11]. Zu bedenken sei auch, dass manche Tenside selbst in dem so vulnerablen System der Zellkultur nur geringe bis gar keine Schäden angerichtet haben. Die Darstellung, dass Cocamidopropyl Betaine in diversen Studien gleich toxisch oder sogar toxischer als Sodium Lauryl Sulfat ist, kann durch die beiden beschriebenen Studien nicht bestätigt werden und bedarf weiterer Untersuchungen.

Fazit und Empfehlungen für die Praxis

Zusammenfassend kann ohne Zweifel gesagt werden, dass die Art der Tenside in der Zahnpasta einen Einfluss auf die Zellen der Mundschleimhaut hat. Infolgedessen empfehlen wir für empfindliche erwachsene Personen, insbesondere bei wiederholtem Auftreten von Aphthen, genau auf die Inhaltsstoffe und insbesondere auf die verwendeten Tenside zu achten. Für Kinder sollten unbedingt, auch aufgrund der Fluoridkonzentration, altersentsprechende Zahnpasten Anwendung finden und auch hier sollte auf die Inhaltsstoffe geachtet werden. Über alle Altersgruppen hinweg empfehlen wir nach dem Zähneputzen mit zumindest ein wenig Wasser den Mund auszuspülen. Personen/Kinder mit einem hohen Kariesrisiko können im Anschluss mit einer fluoridhaltigen Mundspüllösung spülen, um so die Vorteile des Fluoriddepots an der Mundschleimhaut auszunützen, ohne jedoch andere Bestandteile der Zahnpasta länger als nötig im Mundraum zu behalten.

Näheres zu den Autoren des Fachbeitrages: Imov.-Prof. Barbara Cvikl, Prof. Dr. Adrian Lussi

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