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Klinische und diagnostische Befunde bei Expositionen gegenüber (Nano-)Partikeln und modernen Materialien in der Zahnheilkunde

Exposure to nano particles and new materials in dentistry

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Zentralblatt für Arbeitsmedizin, Arbeitsschutz und Ergonomie Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Zahnärzte (ZA), zahnmedizinische Fachangestellte (ZFA) und Zahntechniker (ZT) sind inhalativ und dermal gegenüber einer Vielzahl von Gefahrstoffen exponiert. Neben Expositionen gegenüber sensibilisierend oder irritativ-toxisch wirkenden Arbeitsstoffen können Gefahren durch Substanzen mit fibrogenem und/oder sogar humankanzerogenem Wirkpotential bestehen. In der Zahnheilkunde werden moderne Werkstoffe wie Komposit-Kunststoffe oder zunehmend auch Zirkoniumoxidkeramiken eingesetzt, welche nanopartikuläre Strukturen entweder originär enthalten oder bei ihrer Verarbeitung entstehen lassen und freisetzen. Hier kann ein neues Gefährdungspotential bestehen.

Zur Untersuchung bekannter oder vermuteter Wirkmechanismen nanoskaliger, neuer bzw. spezieller Materialien wurde unsererseits ein vielschichtiges Untersuchungsprogramm konzipiert, das 26 Personen aus dem zahnmedizinischen Bereich (13 Frauen, 13 Männer: 10 ZA, 5 ZFA, 2 ZT und 9 Studierende (ST)) angeboten wurde.

Lungenfunktionsanalytisch konnte bei 12 Personen eine variable oder bereits manifeste obstruktive Ventilationsstörung diagnostiziert werden. Spirometrisch ließ sich am Arbeitsplatz ebenfalls bei 12 Klinikmitarbeitern eine arbeitsparallele Atemwegsobstruktion mit z.T. zunehmender Tages- und Wochendynamik feststellen. Serologisch konnte bei keinem Teilnehmer eine Sensibilisierung auf die Berufsallergene Methylmethacrylat, Latex und Formaldehyd festgestellt werden. Bei 6 von 12 Personen mit Atemwegsobstruktion ließ sich bei Sensibilisierung gegenüber ubiquitären Inhalations- und Sofortallergenen eine außerberufliche Komponente als mögliche Ursache aufzeigen. Eine weitere Person war seit Jahren aktiver Raucher. Bei 4 Klinikmitarbeitern sowie einem Studienanfänger konnte bis dato kein auslösendes Allergen für die Atemwegsobstruktion verifiziert werden. Ein tätigkeitsassoziierter Zusammenhang ist bei diesen Personen daher zumindest in Betracht zu ziehen. Im Lymphozytentransformationstest (LTT) ließ sich bei keinem der Untersuchten eine positive Reaktion auf Beryllium feststellen. Dagegen konnte bei 2 Zahnärzten und 2 Studierenden im höheren klinischen Semester eine mögliche Typ-IV-Sensibilisierung auf Zirkonium dokumentiert und bei einem weiteren Zahnarzt nicht eindeutig ausgeschlossen werden. H2O2-Messungen im Atemexhalat ergaben bei ZA die höchsten Konzentrationen gefolgt von den ZFA als möglicher Hinweis auf eine berufliche Komponente.

Atemwegsobstruktionen bisher unklarer Genese sowie positive Reaktionen im LTT gegenüber Zirkonium machen weitere arbeits- und präventivmedizinische Maßnahmen erforderlich.

Abstract

Dentists, dental technicians and dental assistants are exposed to various potentially dangerous substances. Work-related exposures can be attributed by application and processing materials having a sensitizing, toxic, fibrogenic or carcinogenic capability. Dental materials like composites or zirconium ceramics are used increasingly. These materials may contain nano-scale structures in original or release nanoscale structures by being processed. Their effects are often not known and therefore not calculable to this day.

For a medical survey on effects of nanoscale particles and new or special materials we established an extensive research program which was offered to 26 individuals (13 male and 13 female: 10 dentists, 5 dental technicians, 2 dental assistants and 9 students).

In 12 participants a variable or manifest obstructive ventilation disorder was diagnosed by bodyplethysmography. Pre- and postexpositional spirometry also showed a work-related obstruction of airway in 12 examined members of staff partially with a diurnal or weekly dynamic. In 6 out of 12 persons with airway obstruction, an IgE-mediated hypersensitivity to ubiquitous allergenes could be identified as well, that is probably a sign for a not work-related causal connection. In one person long-standing cigarette smoking was the most probable reason for airway obstruction. No trigger allergene for airway obstruction was found in 4 members of staff and 1 freshman to this day. An occupational impact can not be excluded at least in these members of staff. The lymphocyte transformation test (LTT) didn't show a positive reaction to beryllium in any participant. In contrast a positive reaction to zirconium in the LTT could be proven in 4 persons. In 1 participant a sensitization on zirconium could not be definitely excluded. Three of these were dentists and 2 advanced students. Dentists showed the highest H2O2-concentration in exhaled breath condensate, followed by the dental assistants — probably indicating a work-related causal connection.

Due to the proven airway obstruction on one hand and the sensitization on zirconium on the other hand, further occupational and preventing measures are recommended.

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Authors and Affiliations

  1. Institut und Poliklinik für Arbeitsmedizin der Universität des Saarlandes und Präventivmedizinisches Zentrum für arbeits- und umweltbedingte Erkrankungen, Universitätsklinikum des Saarlandes, Gebäude 80.2, D-66421, Homburg/Saar, Deutschland

    Hendrik Berger, Michaela Mittmann-Frank &  Axel Buchter

  2. Klinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie, Universitätsklinikum des Saarlandes, Gebäude 35, D-66421, Homburg/Saar, Deutschland

    Claudia Pföhler

  3. Klinik für Zahnerhaltung, Parodontologie und Präventive Zahnheilkunde, Universitätsklinikum des Saarlandes, Gebäude 73, D-66421, Homburg/Saar, Deutschland

    Matthias Hannig

Authors
  1. Hendrik Berger
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  2. Michaela Mittmann-Frank
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  3. Claudia Pföhler
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  4. Matthias Hannig
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  5. Axel Buchter
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Berger, H., Mittmann-Frank, M., Pföhler, C. et al. Klinische und diagnostische Befunde bei Expositionen gegenüber (Nano-)Partikeln und modernen Materialien in der Zahnheilkunde. Zbl Arbeitsmed 61, 304–318 (2011). https://doi.org/10.1007/BF03345011

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