Karies muss nicht zwangsweise durch invasives Bohren und anschließendes Restaurieren des Zahns behandelt werden. Beginnenden Entmineralisierungen der Zahnhartsubstanz kann heutzutage in verschiedener Weise substanz¬schonend entgegengewirkt werden. Ziel der vorliegenden In-vitro-Studie war es das Remineralisationspotential diverser neuartiger, zahnärztlicher Fluoridlacke auf initialen Schmelzläsionen zu untersuchen. Hierfür wurden aus gesunden, bovinen Zähnen Probenblöcke (n= 276) hergestellt und zufällig in zwölf Versuchsgruppen eingeteilt. Nach dem Erzeugen einer künstlichen Schmelzkaries durch 21-tägiges Lagern der Proben in einer Demineralisationslösung, wurden den Herstellerangaben folgend verschiedene Fluoridlacke appliziert: a) Natriumfluorid (Duraphat, 22.600 ppm F), b) Natriumfluorid in Kombination mit Kalziumfluorid (Biophat, 45.200 ppm F-), c) Natriumfluorid in Kombination mit Trikalziumphosphat (Clinpro White Varnish Mint, 22.600 ppm F-), d) Natriumfluorid in Kombination mit Casein Phospho¬peptid - amorphem Kalziumphosphat (MI Varnish, 22.600 ppm F-) und e) Silber-Diamin-Fluorid (Cariestop 30%, 35.400 ppm F-). Zwei Gruppen erfuhren zur Kontrolle keine Behandlung mit einem Lack. Um eine realitätsgetreue Umgebungssituation ähnlich der Mundhöhle zu simulieren, lagerten die Proben 28 Tage in einem pH-Wechselbad (6x120 Min Demineralisation/Tag). Zweimal täglich sorgten in verdünnter fluoridhaltiger Zahnpasta (14500 ppm F-, bzw. 5000 ppm F- Zahnpasta) getränkte Bürsten für die Reinigung der Schmelzoberflächen für je 10 Sekunden. Alle Proben wurden nach der 21-tägigen Demineralisationsphase, sowie nach der Lackbehandlung fotografiert und hinsichtlich der Läsionstiefe und des Mineralverlustes analysiert. Hierfür wurde die Technik der Transversalen Mikroradiographie zur Hilfe genommen. Alle angewandten Fluoridlacke führten zu einem signifikant geringeren Mineralverlust, sowie einem geringeren Fortschreiten der Läsionstiefe nach pH-cycling im Vergleich zur Negativkontrolle N1/N5 ohne Lackbehandlung (p≤0,043; außer NaF5, CPP5, SDF5). Unter den gewählten Versuchsbedingungen wurde jedoch alleinig durch die Behandlung mit Natriumfluorid in Kombination mit Kalziumfluorid (CaF1/CaF5) eine Remineralisation der künstlichen Schmelzkaries erzielt. Ein signifikanter Unterschied zwischen der Verwendung von 5.000 ppm F- Zahnpasta zu 1.450 ppm F- Zahn¬pasta hin¬sichtlich einer Verbesserung der Remineralisationsparameter konnte nur bei den Negativ¬kontrollgruppen festgestellt werden. Hochfluoridhaltige Zahnpasta in Kombination mit zahnärztlichen Lacken erzeugte hingegen keinen zusätzlichen Effekt im Vergleich zu normalfluoridhaltiger Zahnpasta in Kombination mit zahnärztlichen Lacken.:Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis IV 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 3 2.1 Zahnschmelz 3 2.1.1 Aufbau und Eigenschaften 3 2.1.2 Rinderzahnschmelz als Ersatzmaterial für In-vitro-Versuche 6 2.2 Karies 7 2.2.1 Grundzüge der Kariesätiologie 8 2.2.2 Demineralisation und Remineralisation 9 2.3 Fluoride 12 2.3.1 Wirkungsweisen 12 2.3.2 Fluoridierungsmaßnahmen 13 3 Zielsetzung 21 4 Material und Methoden 23 4.1 Stichprobenumfangsplanung 23 4.2 Probenherstellung 23 4.3 Erzeugen einer künstlichen Kariesläsion 26 4.4 Erstellen von Dünnschliffen 28 4.5 Kolorimetrische Analyse 30 4.5.1 Fotoaufnahmen der Probe 30 4.5.2 Farbanalyse 32 4.5.3 Gruppeneinteilung 32 4.6 Probenbehandlung 33 4.7 pH-cycling 35 4.8 Analysen 37 4.8.1 Transversale Mikroradiographische Analyse 37 4.8.2 Kolorimetrische Analyse 38 4.9 Digitalisierung und Auswertung der Aufnahmen 38 4.9.1 Statistische Auswertung 40 5 Ergebnisse 42 5.1 Validierung des Stichprobenumfangs 42 5.2 TMR-Analyse - Ergebnisse des Mineralgehalts 43 5.2.1 ΔZDT 43 5.2.2 ΔZST 45 5.3 TMR-Analyse - Ergebnisse der Läsionstiefe 47 5.3.1 LDDT 47 5.3.2 LDST 48 5.4 Kolorimetrische Analyse 49 5.5 Graphische Auswertung des Läsionsverlaufs 51 6 Diskussion 54 6.1 Diskussion des In-vitro-Modells 54 6.2 Diskussion der Ergebnisse 56 7 Zusammenfassung 64 8 Summary 66 9 Verzeichnisse I 9.1 Abbildungsverzeichnis I 9.2 Tabellenverzeichnis II 9.3 Diagrammverzeichnis II 9.4 Literaturverzeichnis III 10 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit IX 11 Lebenslauf X 12 Danksagung XI / The treatment of caries does not necessarily require invasive measures. Initial demineralization of the tooth substance can also be counteracted in various ways without sacrificing further substance losses. The aim of this study was to compare the caries preventive effect of different fluoride varnishes on sound enamel, as well as on artificial enamel caries-like lesions. For this purpose, bovine enamel specimens (n = 276) with one sound surface [ST] and one artificial caries lesion [DT] were prepared and randomly allocated to twelve groups. The interventions before pH-cycling were: application of a varnish containing NaF (Duraphat, 22.600 ppm F-, NaF1/NaF5), NaF plus calcium fluoride (Biophat, 45.200 ppm F-, CaF1/CaF5), NaF plus tricalcium phosphate (Clinpro White Varnish Mint, 22.600 ppm F-, TCP1/TCP5), NaF plus CPP-ACP (MI Varnish, 22.600 ppm F-, CPP1/CPP5) and silver diamine fluoride (Cariestop 30%, 35.400 ppm F-, SDF1/SDF5). One group got no intervention. During the pH-cycling (28 days, 6x120 min demineralization/day) the half of the specimens of every group were brushed (10 s; 2x/d) with either 1.450 ppm F- or 5.000 ppm F- dentifrice slurry. The differences in view of the mineral loss, lesion depth and the color gradient between the two states after initial demineralization and after pH-cycling were investigated by a transversal microradiograph and a colorimetric analysis. The treatments of all varnishes showed a significantly lower increase in mineral loss and lesion depth after pH-cycling in comparison to the negative control without an intervention (p ≤ 0.043; except NaF5, CPP5, SDF5). However under the conditions chosen, only NaF + CaF could remineralize artificial enamel caries-like lesions. A significant difference between the use of 5.000 ppm F- toothpaste and 1.450 ppm F- toothpaste in terms of an enhanced remineralization could only be observed in groups N1/N5. The applications of a varnish in combination with the highly fluoridated toothpaste did not result in a significant difference in comparison to a varnish in combination with normal fluoridated toothpaste.:Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis IV 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 3 2.1 Zahnschmelz 3 2.1.1 Aufbau und Eigenschaften 3 2.1.2 Rinderzahnschmelz als Ersatzmaterial für In-vitro-Versuche 6 2.2 Karies 7 2.2.1 Grundzüge der Kariesätiologie 8 2.2.2 Demineralisation und Remineralisation 9 2.3 Fluoride 12 2.3.1 Wirkungsweisen 12 2.3.2 Fluoridierungsmaßnahmen 13 3 Zielsetzung 21 4 Material und Methoden 23 4.1 Stichprobenumfangsplanung 23 4.2 Probenherstellung 23 4.3 Erzeugen einer künstlichen Kariesläsion 26 4.4 Erstellen von Dünnschliffen 28 4.5 Kolorimetrische Analyse 30 4.5.1 Fotoaufnahmen der Probe 30 4.5.2 Farbanalyse 32 4.5.3 Gruppeneinteilung 32 4.6 Probenbehandlung 33 4.7 pH-cycling 35 4.8 Analysen 37 4.8.1 Transversale Mikroradiographische Analyse 37 4.8.2 Kolorimetrische Analyse 38 4.9 Digitalisierung und Auswertung der Aufnahmen 38 4.9.1 Statistische Auswertung 40 5 Ergebnisse 42 5.1 Validierung des Stichprobenumfangs 42 5.2 TMR-Analyse - Ergebnisse des Mineralgehalts 43 5.2.1 ΔZDT 43 5.2.2 ΔZST 45 5.3 TMR-Analyse - Ergebnisse der Läsionstiefe 47 5.3.1 LDDT 47 5.3.2 LDST 48 5.4 Kolorimetrische Analyse 49 5.5 Graphische Auswertung des Läsionsverlaufs 51 6 Diskussion 54 6.1 Diskussion des In-vitro-Modells 54 6.2 Diskussion der Ergebnisse 56 7 Zusammenfassung 64 8 Summary 66 9 Verzeichnisse I 9.1 Abbildungsverzeichnis I 9.2 Tabellenverzeichnis II 9.3 Diagrammverzeichnis II 9.4 Literaturverzeichnis III 10 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit IX 11 Lebenslauf X 12 Danksagung XI

Le cycle du carbone est régi principalement par les phénomènes de production et de reminéralisation de la matière organique le long de la colonne d'eau. Les acteurs principaux de cette reminéralisation sont les procaryotes hétérotrophes, dont les actions peuvent être mesurées sur l'ensemble de la colonne d'eau via la respiration procaryotique. Au cours de ce travail de thèse, un suivi à long terme et en temps réel des conditions hydrologiques et biogéochimiques (température potentielle, salinité et oxygène dissous, O2) a été mené entre 2008 et 2010 en Méditerranée Nord Occidentale, sur le site ANTARES. Ces observations ont permis de mettre en évidence les influences d'évènements ponctuels (convection hivernale d'eau profonde) par advection sur ces paramètres hydrologiques et biogéochimiques. Ces influences, directes ou indirectes, vont également avoir des incidences sur la concentration en matière organique et donc sur le potentiel reminéralisateur du milieu profond. Le suivi temporel de la concentration d'O2 a également permis de mettre en évidence une diminution de la concentration globale de 2.6 µmol O2 dm-3 a-1, sur une période de trois ans. Le développement au sein du laboratoire et en collaboration avec le Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM) d'un nouvel outil en équipression, le IODA6000 (In situ Oxygen Dynamics Autosampler), mesurant directement et à haute fréquence la dynamique de l'O2 a permis d'obtenir des vitesses de respiration procaryotique à 2000 m de profondeur depuis décembre 2009 sur le site ANTARES. / The carbon cycle is mostly driven by production and remineralisation processes which are constraining organic matter concentration along the water column. The main actors of the remineralisation are the heterotrophic prokaryotes, which actions can be measured from surface to deep by the prokaryotic respiration. During this PhD thesis, a long term real time monitoring of hydrological and biogeochemical conditions (potential temperature, salinity and dissolved oxygen O2) has been carried out between 2008 and 2010 in the North Occidental Mediterranean Sea, at the ANTARES site. Influence of punctual events has been observed which seem to be related to winter deep sea convection and subsequent advection, changing hydrological and biogeochemical properties observed at the ANTARES site. These direct or indirect modifications will have consequences on the organic matter concentration and therefore on the deep-sea remineralisation potential. The temporal monitoring of O2 concentration has also allow us to estimate the deep water oxygen consumption of 2.6 µmol O2 dm-3 a-1, during a three year period. The development in our laboratory in collaboration with Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM) of a new equipressured tool, the IODA6000 (In situ Oxygen Dynamics Autosampler), measuring directly and at high frequency the O2 concentration, allowed us to measure PR rates at 2000 m depth since December 2009 at the ANTARES site. This unique ongoing time series shows a mean prokaryotic respiration rates higher (0.2 µmol O2 dm-3 d-1) than expected by literature (5.5 10-3 µmol O2 dm-3 d-1), with a high temporal variability (from 8 10-3 to 0.5 µmol O2 dm-3 d-1).