Eine 24-Stunden-Mikrobiomstudie legt nahe, dass Cola die Mikroumgebung zwischen Alignern und Zähnen schnell stören kann und dass das Entfernen der Aligner vor dem Trinken Rückstände hinterlassen kann, die später am Tag zu einer stärkeren mikrobiellen Zerstörung führen können.

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In einer kürzlich veröffentlichten Studie in der Polnisches Journal für MikrobiologieForscher untersuchten die longitudinalen Veränderungen des pH-Werts und der Bakterienzusammensetzung auf den Innenflächen von transparenten Alignern nach dem Konsum des kohlensäurehaltigen Erfrischungsgetränks Cola. Transparente Aligner sind transparente, herausnehmbare kieferorthopädische Schienen, die eng an den Zähnen anliegen und diese nach und nach in eine bessere Ausrichtung bringen. Die Studie nutzte 16S-rRNA-Gensequenzierung und OTU-Häufigkeitsprofilierung (Operational Taxonomic Unit), um Daten von 24 Probanden unter drei Versuchsbedingungen zu analysieren.

Studienergebnisse zeigten, dass der Konsum von Erfrischungsgetränken zu einem deutlichen sofortigen Abfall des pH-Werts und zu kurzfristigen mikrobiellen Ungleichgewichten führt. Diese Folgen waren am schwerwiegendsten bei Teilnehmern, die ihre Aligner während des Gebrauchs entfernten, bevor sie ersetzt wurden, insbesondere etwa 12 Stunden nach der Exposition.

Die Studie kam zu dem Schluss, dass Aligner möglicherweise eine Schutzwirkung gegen einige der unmittelbaren Auswirkungen von Cola während des Konsums haben könnten. Die Autoren betonten jedoch, dass der Mechanismus hypothetisch bleibt und weiterer Untersuchungen bedarf.

Hintergrund

Jahrzehntelange zahnmedizinische und in jüngerer Zeit auch orale Mikrobiomforschung hat gezeigt, dass die menschliche Mundhöhle ein ausgeklügeltes ökologisches Netzwerk von Mikroorganismen beherbergt. Unter homöostatischen Bedingungen fungiert dieses Mikrobiom als Schutzbarriere gegen die Besiedlung durch Krankheitserreger. Klare Aligner umschließen jedoch die Zahnkronen vollständig und schaffen möglicherweise eine lokale Umgebung, in der das Mikrobiom und der pH-Wert die Integrität des Zahnschmelzes direkt beeinflussen können.

Kohlensäurehaltige Getränke sind gut dokumentierte Ursachen für Zahnkaries. Ihre spezifische Interaktion mit der transparenten Aligner-Schnittstelle ist jedoch noch nicht ausreichend erforscht. Die bisherige Literatur konzentrierte sich weitgehend auf die strukturelle Integrität oder Verfärbung des Aligner-Materials selbst und nicht auf die darunter auftretende mikrobielle Dynamik.

Über die Studie

Ziel der vorliegenden Studie war es, aktuelle Wissenslücken zu schließen und zukünftige Mundgesundheitspraktiken zu informieren, indem untersucht wurde, wie die „innere Mikroumgebung“ auf das stark saure und zuckerreiche Profil von Cola reagiert.

Die Studienkohorte umfasste 24 gesunde Doktorandinnen (Durchschnittsalter = 23,1 Jahre), von denen jede individuell angefertigte passive transparente Aligner erhielt. Die Teilnehmer wurden in eine von drei Versuchsbedingungen eingeteilt:

  • Gruppe A (Kontrollkohorte): Diese Teilnehmer ernährten sich normal, konsumierten jedoch weder Cola noch spülten sie damit.
  • Gruppe B: Die Teilnehmer mussten ihre Aligner entfernen, ihre Mundhöhle eine Minute lang mit Cola spülen und dann ihre Aligner ersetzen.
  • Gruppe C: Die Teilnehmer spülten ihre Mundhöhle eine Minute lang mit Cola, während sie ihre Aligner trugen.

Die Datenerfassung umfasste Flüssigkeits- und Plaqueproben, die zu fünf Zeitpunkten von den inneren Zahnoberflächen entnommen wurden: T0 (3 Minuten nach dem Tragen der Aligner), T4 (4 Stunden), T8 (8 Stunden), T12 (12 Stunden) und T24 (24 Stunden).

Diese Proben wurden mittels Hochdurchsatz-16S-rRNA-Sequenzierung verarbeitet, was zur Generierung von ca. 7.460.500 Rohablesungen über 120 Plaque-Proben führte. Statistische Modelle nutzten einen Ähnlichkeitsschwellenwert von 97 %, um diese Rohdaten zu gruppieren und so 610 verschiedene operative taxonomische Einheiten (OTUs; Durchschnitt pro Stichprobe = 162) zu identifizieren.

Studienergebnisse

Die Analyse der Längsschnittdaten der Studie ergab, dass die pH-Werte in den Gruppen B und C bei T0 im Vergleich zu Gruppe A deutlich abnahmen (p < 0,05). Während beobachtet wurde, dass sich diese pH-Werte vorübergehend nach 4 bis 8 Stunden erholten, trat bei T12 ein sekundärer, ausgeprägterer Rückgang auf (p < 0,05). Bemerkenswert ist, dass der pH-Abfall der Gruppe B bei T12 deutlich größer war als der der Gruppe C (p < 0,05).

Die Analyse der mikrobiellen Diversitätsmetriken ergab ähnliche Trends, wobei der Shannon-Alpha-Diversitätsindex in den Gruppen B und C von 0 bis 12 Stunden eine geringere mikrobielle Vielfalt und Gleichmäßigkeit als in Gruppe A zeigte, wobei der Unterschied nach 12 Stunden statistische Signifikanz erreichte. Bemerkenswert ist, dass Gruppe B bei T12 das größte mikrobielle Ungleichgewicht aufwies.

Insbesondere zeigte Gruppe B nach 4 und 12 Stunden eine signifikant höhere relative Häufigkeit der Stamm-Fusobakterien als Gruppe C (p < 0,05).

Gleichzeitig zeigte Gruppe B nach 8 Stunden eine deutlich geringere Actinobacteria-Häufigkeit als Gruppe C (p < 0,05) und nach 12 Stunden niedrigere Bacteroidetes-Werte als die Kontrollgruppe (p < 0,05). Diese Verschiebungen stehen im Einklang mit einer ungünstigen Verschiebung der mikrobiellen Gemeinschaften, obwohl das Papier nicht alle Taxa als vollständig nützlich oder schädlich einstuft.

Darüber hinaus zeigte Gruppe B nach 12 und 24 Stunden eine signifikant höhere Beta-Diversität als die anderen Gruppen (p < 0,05), was auf eine ausgeprägtere mikrobielle Zusammensetzung als die anderen Gruppen zu diesen Zeitpunkten hinweist.

Schließlich war bei der 24-Stunden-Analyse auf Artenebene die Häufigkeit von Neisseria subflava in der Kontrollgruppe signifikant geringer als in den Cola-Gruppen (p < 0,05), während die Häufigkeit von Haemophilus influenzae in der Kontrollgruppe signifikant höher war (p < 0,05).

Schlussfolgerungen

Die vorliegende Studie zeigt, dass der Konsum von Cola eine schnelle und ungünstige Veränderung des Aligner-assoziierten Mikrobioms auslöst. Innerhalb des 24-Stunden-Beobachtungsfensters ergab die Studie, dass das Trinken ohne Aligner (Gruppe B) zu einem niedrigeren pH-Wert und einer schwereren Dysbiose führte als das Trinken mit Alignern (Gruppe C).

Die Autoren gehen davon aus, dass Aligner einen physikalischen „Abschirmeffekt“ für die Zähne haben könnten, während das Entfernen des Aligners dazu führt, dass Sodarückstände stärker am Zahnschmelz haften. Diese Rückstände können sich nach dem Austausch des Aligners am Zahn festsetzen, was nach Ansicht der Autoren möglicherweise die Auswirkungen des nachfolgenden bakteriellen Stoffwechsels und der Säureproduktion verschlimmern könnte.

Quellen:

Journal reference: