Zerstörungsfrei sollen Laser Zahnärzten helfen, kranke Zähne aufzuspüren - akustische Oberflächenwellen melden die Elastizität des Zahnschmelzes

Sydney (Australien)/Taiwan (Taiwan) - Wenn der Zahnarzt zweimal kratzt, will er nur testen, ob der Zahnschmelz noch gesund ist. Doch eine neue Methode mithilfe von Laserlicht könnte das Kratzen überflüssig machen, das zum einen viele Patienten erschaudern lässt, zum anderen auch winzige, wenngleich harmlose Beschädigungen verursacht. Die Theorie ist simpel, berichtet das Forscherteam aus Australien und Taiwan: Der Laserlichtpuls bringt die Zahnoberfläche zum Schwingen, ähnlich wie Ultraschall. Weil diese akustischen Wellen unterschiedlich schnell wandern, lässt sich erkennen, ob der Zahnschmelz elastisch und gesund ist oder wegen beginnender Erkrankung spröder. Zahnschäden wären damit früher zu erkennen als vom stochernden und kratzenden Zahnarzt. Labortests der neuen Technik an einzelnen Zähnen verliefen erfolgreich und dürften auch für Patienten sicher sein, schreibt das Team im Fachblatt "Optics Express". Bis zum tatsächlichen Einsatz in der Zahnarztpraxis sind allerdings noch weitere entsprechende Studien notwendig.

"Als äußere, nicht zerstörende Technik ist dies in vivo - im Patientenmund - anwendbar und öffnet den Weg für frühe Diagnosen von Zahnverfall", erklärt Simon Fleming, Professor für Optik und Photonik an der University of Sydney. Beteiligt waren auch Kollegen der dortigen Zahnmedizin und der National Cheng Kung University in Taiwan. Das Team feuerte kurze Pulse ultravioletten Lichts eines Festkörperlasers mit 266 Nanometern Wellenlänge auf gesunde Zähne in einer Halterung. Mit fünf Nanosekunden Dauer, einmal pro Sekunde, erzeugten die Pulse jeweils eine rasche Erwärmung und damit eine Vibration im Zahnschmelz. Diese drang allerdings nur rund eine Wellenlänge tief ins Material ein und wanderte stattdessen als akustische Oberflächenwelle über den Zahn - mit einer Geschwindigkeit, die von der Mineralisierung des Zahnschmelzes und damit seiner Elastizität abhing. Je gesünder der Zahn, desto mehr Mineral und desto elastischer der Schmelz. Dann bestrahlte das Team den Zahn mit einem zweiten Laser, rund 10 Millimeter vom ersten entfernt, dessen Licht mit der Oberflächenwelle interagierte. Reflektiertes Licht gibt dann Auskunft über die Wandergeschwindigkeit und damit indirekt über die Zahngesundheit, so die Forscher.

Früher und genauer als rein mechanisches Kratzen und Stochern am Zahn kann die Methode Auskunft geben - unabhängig von der Erfahrung des Zahnarztes. Bisher, so das Team, existiere keine andere Technik, die messbare Information liefert und auch Veränderungen wie Re-Mineralisierung melden kann, wenn sich der Zahnzustand durch Behandlung also wieder verbessert. Bis zur ersten Anwendung in der Praxis dürften allerdings noch einige Jahre vergehen. Fleming und Kollegen arbeiten an der Umsetzung ihrer Technik auf Zähne, die sich noch im Mund befinden: "Wir denken an eine Sonde von rund einem Zentimeter Durchmesser".