BISPHENOL A-BASIERTE DENTALHARZE
Bisphenol A- oder BPA-basierte Epoxidharze werden häufig bei der Herstellung von Handelsprodukten verwendet, einschließlich Dentalharzen, Polycarbonatkunststoffen und der Innenbeschichtung von Lebensmitteldosen. Das Dentalharz Bisphenol-A-Glycidyldimethacrylat oder Bis-GMA (2,2-bis-Propan) ist das Reaktionsprodukt von Diglycidylether von BPA und Methacrylat. Obwohl Epoxidharze auf BPA-Basis relativ stabil sind, können die Carbonatbindungen im Labor bei hohen Temperaturen hydrolysiert werden, was zur Freisetzung von BPA führt. BPA ist ein Vorläufer des Harzmonomers Bis-GMA und des Bisphenol-A-Dimethacrylats oder Bis-DMA. Während des Herstellungsprozesses von Bis-GMA-Dentaldichtstoffen kann BPA als Verunreinigung vorhanden sein, wenn die synthetischen Reaktionen nicht stöchiometrisch abgeschlossen sind. BPA kann auch als Abbauprodukt von Bis-DMA durch im Speichel vorhandene Esterasen vorliegen, die die in Bis-DMA-Monomeren enthaltene anfällige Esterbindung hydrolysieren können.
Forscher fanden eine östrogene Wirkung mit BPA, Bis-DMA und Bis-GMA, aber nicht mit Triethylenglykoldimethacrylat oder TEGDMA in einer östrogenempfindlichen Zelllinie -MCF7. Da BPA als natürlicher Ligand des Östrogenrezeptors keine strukturelle Spezifität aufweist, wurde berichtet, dass das östrogene Potenzial von BPA viel geringer ist als das des natürlichen Östrogens Estradiol.
Eine dentale Harzversiegelung dient als Schutzschicht oder Barriere, die Gruben und Fissuren effektiv isoliert, um Karies bei Kindern und Erwachsenen vorzubeugen. Wenn Dichtstoffe auf Zahnstrukturen aufgetragen werden, werden sie in situ polymerisiert. Da es zu einer unvollständigen Umwandlung in Polymer kommen kann, können Chemikalien wie Bis-DMA und Bis-GMA in die Speichelflüssigkeit der Mundhöhle gelangen. Das Auslaugen dieser Monomere aus Harzen kann während der anfänglichen Abbindezeit und in Verbindung mit der Flüssigkeitssorption und -desorption im Laufe der Zeit auftreten. Somit kann diese chemische Laugung aus Zahnversiegelungen bioaktiv sein.
Es liegen nur wenige Informationen über die möglichen gesundheitlichen Auswirkungen einer BPA-Exposition aus der Umwelt oder von Zahnversiegelungen vor. Olea und Kollegen berichteten, dass 90 bis 931 µg BPA im Speichel von Patienten nachgewiesen wurden, denen 1 Stunde zuvor 50 mg eines Dichtmittels verabreicht worden waren. Sie berichteten auch, dass die BPA- und Bis-DMA-stimulierte MCF7-Proliferation der Brustkrebszelle die Anzahl der Progesteronrezeptoren erhöhte und eine kompetitive Bindung an Östrogenrezeptoren zeigte. Diese Ergebnisse führten zu erheblichen Bedenken hinsichtlich der Sicherheit von Dentalharzmaterialien.
Zwei In-vitro-Studien untersuchten Komponenten, die aus sieben kommerziell erhältlichen lichtaktivierten Pit- und Fissurendichtstoffen freigesetzt wurden, und wiesen hauptsächlich TEGDMA und Bis-GMA nach. Da TEGDMA eine Chemikalie ist, die in einem Gas- oder Flüssigkeitschromatogramm eng mit BPA eluiert, kann ihre Anwesenheit fälschlicherweise als BPA identifiziert werden. Eine Tierstudie zeigte, dass niedrige Dosen von BPA, die trächtigen Mäusen verabreicht wurden, zu einem signifikanten Anstieg des Gewichts der ausgewachsenen Prostata bei männlichen Nachkommen im Vergleich zu Kontrollen führten, obwohl keine dosisabhängige Beziehung beobachtet wurde. Andere Tierstudien zeigten, dass BPA die Prolaktinsekretion aus der Hypophyse wirksam stimulierte und die proliferative Aktivität in Epithelzellen der Brustdrüsen erhöhte.
Es bleibt ungewiss, ob ähnliche biologische Wirkungen von BPA wie in Zellkulturstudien und bei Tieren durch systemische Verabreichung von BPA beim Menschen auftreten werden. Menschen sind BPA durch Lebensmitteldosen und Zahnrestaurationsmaterialien ausgesetzt. Eine Studie ergab, dass die maximale potenzielle Exposition der Ernährung gegenüber BPA aus Lebensmittel- und Getränkedosen, die mit Epoxiden auf BPA-Basis beschichtet sind, etwa 2,2 ppb beträgt. Es liegen jedoch nur begrenzte Informationen zum pharmakokinetischen Profil der BPA-Auswaschung aus Zahnversiegelungen in vivo und zu den potenziellen gesundheitlichen Auswirkungen einer Bisphenol-A-Exposition aus der Umwelt oder aus Zahnversiegelungen vor.
Mehrere Forscher haben untersucht, ob BPA aus gehärteten Dentalkompositen oder Dichtstoffen austritt. Im Jahr 1996 trugen Olea und Mitarbeiter ein handelsübliches Dichtungsmittel auf jeweils 12 Molaren von 18 Männern und Frauen auf, wobei etwa 50 mg Dichtungsmittel pro Person verwendet wurden. Speichelproben wurden 1 Stunde vor und 1 Stunde nach der Anwendung entnommen. Nach der Behandlung wurde berichtet, dass alle Speichelproben BPA in Mengen von 90 bis 931 µg (3,3–30 ppm) enthielten.
In einer ähnlichen Studie applizierten Arenholt-Bindslev und Mitarbeiter zwei handelsübliche Dichtstoffe auf vier Molaren von vier Männern pro Dichtstoff. Speichelproben wurden vor und unmittelbar nach der Anwendung sowie 1 und 24 Stunden nach der Anwendung entnommen. Die einzigen Speichelproben, von denen berichtet wurde, dass sie BPA enthielten, waren diejenigen, die unmittelbar nach dem Auftragen eines der Dichtstoffe gesammelt wurden, bei denen es sich um dasselbe von Olea untersuchte Dichtungsmittel handelte. Der gemeldete BPA-Gehalt lag zwischen 0,3 und 2.8 ppm, was ungefähr 10-mal niedriger ist als die von Olea gemeldete BPA-Menge. In den Speichelproben, die 1 und 24 Stunden nach dem Auftragen dieses Dichtmittels entnommen wurden, oder in einer der Speichelproben, die nach dem Auftragen des anderen Dichtmittels entnommen wurden, wurde kein BPA mit einer Nachweisgrenze von 0,1 ppm gefunden.
In einer anderen Studie applizierten Fung und Mitarbeiter dasselbe von Olea und Arenholt-Bindslev untersuchte Dichtungsmittel auf die Zähne von 18 Männern und 22 Frauen. Die Hälfte der Probanden erhielt 8 mg Dichtmittel auf einen Zahn aufgetragen, während die andere Hälfte 32 mg Dichtmittel auf vier Zähne aufgetragen erhielt. Sowohl Speichel- als auch Blutproben wurden vor dem Auftragen des Dichtmittels und in Intervallen von 1, 3 und 24 Stunden sowie 3 und 5 Tagen nach dem Auftragen entnommen. Einige, aber nicht alle Speichelproben, die 1 und 3 Stunden nach der Anwendung gesammelt wurden, enthielten BPA im Bereich von 5,8–105,6 ppb. In Speichelproben, die nach 24 Stunden entnommen wurden, oder in einer der Blutproben wurde kein BPA gefunden, in beiden Fällen mit einer Nachweisgrenze von 5 ppb. Der maximale BPA-Gehalt war mehr als 250-mal niedriger als der von Olea gemeldete Höchstgehalt.
Basierend auf den Daten, die in den drei Studien zum Auftragen von Dichtungsmittel auf Zähne berichtet wurden, scheint es, dass geringe Mengen an BPA aus bestimmten Dichtstoffen freigesetzt werden können, wenn auch nur während eines kurzen Zeitraums unmittelbar nach dem Auftragen des Dichtmittels. Ferner wurden keine nachweisbaren BPA-Spiegel im Blut nach dem Auftragen eines Dichtmittels gefunden, das niedrige BPA-Spiegel in den Speichel freisetzt.
Obwohl eine breite Palette von BPA-Spiegeln im Speichel berichtet wurde, wurde die Gültigkeit der von Olea gemeldeten hohen Werte in Frage gestellt. Die von Olea verwendete Analysemethode war möglicherweise nicht in der Lage, zwischen BPA und TEGDMA zu unterscheiden, das bekanntermaßen eine vorherrschende Komponente ist, die aus Zahnversiegelungen freigesetzt wird, von Olea jedoch nicht gemeldet wurde. Die maximale Menge an BPA, die vernünftigerweise aus dem Zahnversiegelungsmittel freigesetzt werden könnte, wurde auf weniger als den niedrigsten von Olea gemeldeten Wert geschätzt. Folglich könnte TEGDMA in der Olea-Studie falsch als BPA identifiziert worden sein. Weitere erschwerende Faktoren könnten die übermäßig große Menge an Dichtmittel gewesen sein, die pro Probandinin der Olea-Studie aufgetragen wurde, was möglicherweise zu einer unvollständigen Polymerisation und einer höheren Auswaschbarkeit führte.
Die Validität der von Fung und Arenholt-Bindslev gemeldeten niedrigeren BPA-Werte wird durch In-vitro-Auslaugbarkeitsstudien an ausgehärteten Zahnversiegelungen gestützt. Nathanson und Mitarbeiter der Boston University testeten die Auslaugbarkeit von sieben Zahnversiegelungen, die in Glasschalen ausgehärtet wurden. Keiner der sieben Dichtstoffe zeigte nach Extraktion mit Ethanol mit einer Nachweisgrenze von 0,0001 µg BPA/mg Dichtstoff nachweisbare Mengen an BPA. In ähnlicher Weise testeten Hamid und Hume die Auswaschbarkeit von sieben Zahnversiegelungen in Wasser, die auf extrahierte Zähne oder Edelstahlformen aufgetragen und ausgehärtet wurden. Keiner der sieben Dichtstoffe zeigte nachweisbare Mengen an BPA. In einer späteren Studie aus dem Labor von Olea wurden Proben von Verbundwerkstoffen und Dichtstoffen, die in Glasschalen polymerisiert wurden, 24 Stunden lang mit Wasser mit unterschiedlichem pH-Wert extrahiert. Für diese Materialien wurden niedrige BPA-Gehalte (<1 µg BPA/mg Dichtstoff) gemeldet. Obwohl diese Studien die Auslaugbarkeit von BPA in vivo möglicherweise nicht vollständig vorhersagen können, da sie potenziell wichtige Faktoren wie das Kauen oder die Wirkung von Speichelenzymen nicht berücksichtigen, legen sie nahe, dass keine hohen BPA-Gehalte zu erwarten sind.