Effektivität manueller und elektrischer Zahnbürsten bei der Plaquekontrolle

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung
1.1 Fragestellung und Zielsetzung
1.2 Aktueller Wissensstand
1.3 Kieferorthopädische Behandlung
1.3.1 Risiken einer kieferorthopädischen Behandlung
1.3.2 Kieferorthopädische Prophylaxe
1.4 Geschichte der elektrischen Zahnbürste

2. Material und Methode
2.1 Suchstrategie
2.2 Selektionsprozess
2.3 Datenanalyse

3. Ergebnisse
3.1 Suchergebnisse
3.2 Studienbeschreibungen
3.3 Teilnehmerzusammensetzung
3.4 Auswertung der Studienergebnisse
3.5 Gesamtauswertung

4. Diskussion
4.1 Forschungsziel und Ergebnis
4.2 Methodenkritik
4.3 Risk of Bias
4.4 Confounder
4.5 Handlungsempfehlungen

5. Fazit

6. Zusammenfassung/Abstract
6.1 Zusammenfassung
6.2 Abstract

7. Literaturverzeichnis

8. Abkürzungsverzeichnis

9. Abbildungsverzeichnis

10. Tabellenverzeichnis

11. Anhang
11.1 interne Validität
11.2 Scoring der internen Validität
11.3 Variablen der Studien für die Auswertung
11.4 Scoring des Risk of Bias
11.5 Scoring der Fallzahlen
11.6 Scoring der Testdauer in Tagen
11.7 Gesamtauswertung Excel
11.8 Gesamtauswertung SPSS

13. Danksagung

1. Einleitung

Aus den Ergebnissen einer Umfrage der Barmer GEK aus dem Jahr 2016 geht hervor, dass rund 60% der Kinder und Jugendlichen in Deutschland eine Zahnspange tragen (Barmer GEK, 01. Dezember 2016).

Die primäre Motivation für eine kieferorthopädische Behandlung hat meistens einen ästhetischen Hintergrund (Wędrychowska-Szulc & Syryńska, 2009, zitiert nach Bertl, 2015)

Jedoch hat die Korrektur einer Zahn- oder Kieferfehlstellung neben der Ästhetik auch viele funktionelle Vorteile. Sie kann die Kau- und Abbeißfunktion optimieren, dient der Prävention von Karies und parodontalen Erkrankungen. Durch die Behandlung von Dysfunktionen und Fehlbelastungen von Zähnen und oralen Weichteilen können Schäden und Funktionsstörungen des Kiefergelenks und der Kaumuskulatur verhindert werden (KZBV, o. J., b).

Die Therapie birgt aber auch Risiken. Nach einer abgeschlossenen Zahnspangenbehandlung haben etwa 25% der Patienten sichtbare Schmelzdefekte (Oosterkamp, Wafae, Schols, van der Sanden & Wensing, 2016, S. 201). Eine Umfrage der Barmer GEK hat gezeigt, dass sich 34% der behandelten Kinder nicht ausreichend über die Nachteile und die möglichen Risiken einer kieferorthopädischen Behandlung aufgeklärt fühlten (Barmer GEK, 01. Dezember 2016).

Patienten mit festsitzenden Apparaturen sind durch die erschwerten Reinigungsbedingungen besonders anfällig für kariöse Läsionen und parodontale Erkrankungen. Die Grundvoraussetzungen für den kieferorthopädischen Behandlungserfolg sind daher eine ausführliche Aufklärung und eine optimale Mundhygiene (Davis, Plonka, Fulks, Taylor & Bashutski, 2014).

1.1 Fragestellung und Zielsetzung

Im Rahmen der kieferorthopädischen Prophylaxe wird den Patienten oftmals der Gebrauch einer elektrischen Zahnbürste empfohlen. Da diese Variante in der Anschaffung und im Gebrauch deutlich höhere Kosten erzeugt als eine Handzahnbürste, stellt sich die Frage, ob mit elektrischen Zahnbürsten auch wirklich ein besseres Putzergebnis erzielt werden kann.

Seit der Marktreife der ersten elektrischen Zahnbürsten wurden Studien durchgeführt, um die Effektivität der manuellen und der mechanischen Variante zu vergleichen. Die Ergebnisse sprechen in den meisten Fällen für die elektrischen Bürsten und heben insbesondere die Putzleistung der oszillierend-rotierenden Modelle hervor. Die Probanden der Studien befanden sich jedoch meist nicht in kieferorthopädischer Behandlung (Yaacob et al., 2014). Daher beschäftigt sich diese Arbeit mit der Frage, ob bei Patienten mit festsitzenden kieferorthopädischen Apparaturen durch die Verwendung von elektrischen Zahnbürsten eine größere Plaque-Reduktion erreicht werden kann als mit Handzahnbürsten. Dabei stellt die elektrische Zahnbürste die Versuchsintervention und die manuelle Zahnbürste die Vergleichsintervention dar (Akobeng, 2005, a, zitiert nach Santos, Pimenta & Nobre, 2007).

Aus dieser PICO-Frage leitet sich die Nullhypothese ab, dass sich die Reinigungsleistung von elektrischen und manuellen Zahnbürsten während einer kieferorthopädischen Behandlung mit festsitzenden Apparaturen nicht unterscheidet. Wird diese im Rahmen der indirekten Beweisführung widerlegt, kann von einem Leistungsunterschied zwischen den Modellen ausgegangen werden (Timischl, 2013, S. 197).

Im weiteren Verlauf dieser Arbeit wird zunächst der aktuelle Stand des Wissens im Hinblick auf die Forschungsfrage erarbeitet und eine fachliche Grundlage zu den Themen der kieferorthopädischen Behandlung und ihren Risiken, sowie zu möglichen prophylaktischen Maßnahmen geschaffen. Es werden die verschiedenen Zahnbürstentechnologien und deren geschichtlicher Hintergrund dargestellt. Das darauffolgende Kapitel „Material und Methode“ beschreibt die Suchstrategie für Quellen zur Beantwortung der Forschungsfrage und den anschließenden Selektionsprozess der Studien, sowie die verwendeten Methoden zur Datenaufbereitung und -Analyse.

Anschließend werden die ausgewählten Studien auf statistisch signifikante Zusammenhänge hin untersucht und ausgewertet. Hierzu kommen die Kontingenzanalyse (Kreuztabelle), die einfaktorielle Varianzanalyse, die Korrelationsanalyse und die lineare Regressionsanalyse zum Einsatz.

Im Kapitel der „Diskussion“ werden die Qualität der Studien und das Gesamtergebnis kritisch hinterfragt. Zuletzt wird bewertet, ob das Gesamtergebnis der Analyse die Forschungsfrage in ausreichender Form beantworten kann und ob sich das Ergebnis mit dem aktuellen Stand des Wissens deckt.

Der Hauptfokus dieser Arbeit liegt damit auf der Beantwortung der PICO-Frage. Zusätzlich soll mittels der statistischen Analysen ein Leistungsunterschied zwischen oszillierend-rotierenden und schallbetriebenen Modellen, sowie die Abhängigkeit der Plaque-Reduktion von verschiedenen Variablen, wie Alter und Geschlecht der Probanden untersucht und ggf. nachgewiesen werden. Die Untersuchung dieser Sachverhalte soll Inhalte für die optimale Beratung von Kindern in kieferorthopädischer Behandlung und deren Eltern schaffen, um den Behandlungserfolg durch Ausschluss plaquebedingter Risikofaktoren zu erhöhen.

Das Ergebnis dieser Arbeit hat damit eine große Relevanz für das Berufsfeld des Dentalhygienikers (DH), dessen Ziel es ist, den Patienten beim Erhalt seiner Zahn- und Mundgesundheit bestmöglich zu unterstützen.

1.2 Aktueller Wissensstand

In einer umfassenden Untersuchung der unabhängigen Cochrane Collaboration aus dem Jahr 2014 konnte die Überlegenheit von rotierend-oszillierenden Zahnbürsten und Schallzahnbürsten gegenüber den manuellen Modellen belegt werden. Die Auswertung ergab sowohl in der kurzfristigen als auch in der langfristigen Betrachtung signifikante Effektivitätsunterschiede in der Reduktion von Plaque und Gingivitis bei Patienten, die sich nicht in kieferorthopädischer Behandlung befanden. Damit deckt sich das Ergebnis mit den Reviews der Cochrane Collaboration von 2003 und 2005. Für die Reviews wurden in jedem Fall nur randomisierte, kontrollierte Studien mit einer Testdauer von mindestens vier Wochen zugelassen. Insgesamt konnten 51 Studien aus den Jahren 1964 bis 2011 ausgewertet werden, von denen mehr als 50% ein rotierend-oszillierendes Modell testeten. Trotz der deutlichen Überlegenheit der elektrischen Zahnbüste beschreiben die Autoren die dringende Notwendigkeit von einheitlicheren Studien-Designs für zukünftige Untersuchungen, um genauere Aussagen treffen zu können (Yaacob et al., 2014).

Ähnlich umfangreiche und verlässliche Reviews zum Effektivitätsvergleich der Zahnbürstenmodelle in der Plaque-Reduktion bei Patienten mit festsitzenden kieferorthopädischen Apparaturen sind nicht verfügbar. In einem systematischen Review von Al Makhmari et al. (2017) wurden neun Studien zu diesem Thema untersucht. Allerdings wurden keine Plaque-Indizes, sondern nur Gingiva-Indizes verglichen. Aus der Meta-Analyse ergab sich eine kurzfristig statistisch signifikante Überlegenheit der elektrischen Bürste (P = 0,021) in der Reduktion des Löe-Silness-Gingiva-Index. Trotz der Schlussfolgerung, dass angetriebene Zahnbürsten die gingivale Gesundheit von Patienten mit Brackets besser fördern können als manuelle Zahnbürsten, bemängeln die Autoren die geringe Qualität der Evidenz der verfügbaren Studien und die relativ große Wahrscheinlichkeit eines Risk of Bias.

Auch die Meta-Analyse von Kaklamanosa und Kalfas aus dem Jahr 2008 mit fünf Studien geht in den Vergleichen nicht auf die Plaque-Indizes ein. Auf der Grundlage der schlechten Studien- und Berichtsqualität konnten die Autoren nicht zu einem Ergebnis kommen. Es fehlen Studien mit standardisierten Methodiken und einer längeren Versuchsdauer, um die Wirksamkeit von angetriebenen und manuellen Zahnbürsten zur Gingivitis-Bekämpfung bei kieferorthopädischen Patienten vergleichend zu untersuchen.

Costa, Marcantonio und Cirelli (2007) haben in ihrem Review zwar den Fokus auf den Vergleich der manuellen und elektrischen Zahnbürsten in der Plaque-Reduktion gelegt, testeten allerdings nur Schall- und Ultraschallbürsten und keine oszillierend-rotierenden Modelle. Zusätzlich können die kieferorthopädisch versorgten Patienten nicht gesondert betrachtet werden, da die Gruppenaufteilung kieferorthopädische und Patienten mit Implantaten zusammenfasst. Die Autoren bemerken insgesamt nur eine leichte, nicht signifikante Überlegenheit der elektrischen Zahnbürsten bei der Verringerung der Zahnfleisch- und Plaque-Indizes im Vergleich zu Handzahnbürsten, bemängeln aber ebenfalls die Qualität und die Vergleichbarkeit der Studien.

1.3 Kieferorthopädische Behandlung

Kieferorthopädische Behandlungen werden meist erst ab dem 9. Lebensjahr begonnen, wobei in erster Linie der Stand der Zahn- und Körperentwicklung, sowie Art und Schwere der Zahnfehlstellung den Behandlungsbeginn bestimmen (KZBV, o. J., a). Die Therapie zieht sich oft über mehrere Jahre (KZBV, o. J., c).

Der Behandlungsablauf und die Art der Apparatur müssen für jeden Patienten individuell abgestimmt werden, wobei die oben genannten Variablen, abgesehen von finanziellen Aspekten, eine entscheidende Rolle spielen (Hinz & Heise, 2009, S. 13-19). Eingesetzt werden dabei entweder herausnehmbare oder festsitzende Apparaturen. Eine oft eingesetzte, effektive Variante ist die Multibracket-Apparatur, mit welcher einzelne Zähne oder Zahngruppen gezielt und fast uneingeschränkt bewegt werden können (DGÄZ, o. J.). Diese stellen allerdings, durch ihre vielen Einzelteile und Schmutznischen, auch eine besonders große Herausforderung für die Mundhygiene dar.

Die Multibracket-, oder auch Multiband-Apparaturen, bestehen aus mehreren Bändern, Brackets, und je einem Bogen pro Kiefer. Bei den Bändern handelt es sich um Ringe aus Chromnickelstahl, die auf die Molaren aufzementiert werden und in jedem Kiefer die beiden Enden der Zahnspange bilden.

Brackets werden mit der Säureätztechnik und Composites oder Kunststoffklebern auf den Zähnen befestigt und dienen, wie auch die Bänder, der Kraftübertragung des Bogens auf den Zahn. In den meisten Fällen werden Brackets aus einer Chromnickelstahl-Legierung an den vestibulären Zahnflächen angebracht. Es können jedoch auch andere Materialen wie Kunststoff und Keramik verwendet werden und die Befestigung kann auch von lingual bzw. palatinal erfolgen.

Die Bögen können aus Stahl-, Nickel-Titan- oder Titan-Molybdän-Legierungen bestehen. Sie werden mit Draht- oder Gummi-Ligaturen in den horizontalen Schlitzen der Brackets fixiert (Hinz & Heise, 2009, S. 140-170).

1.3.1 Risiken einer kieferorthopädischen Behandlung

Die Behandlung mit festsitzenden Multibandapparaturen ist mit einigen Risiken verbunden, die nachfolgend beschrieben werden. Herausnehmbare Zahnspangen, die die Mundhygiene nicht behindern, sind deutlich weniger risikoreich (zm online, 16. Februar 2016).

Da die Randzonen der Zahnspangenbestanteile schwer zu reinigende Schmutznischen darstellen, wirkt sich die Eingliederung einer festsitzenden Apparatur begünstigend auf die Plaqueakkumulation aus (DGÄZ, o. J.). Die erhöhte Plaque-Besiedelung führt zu einer kontinuierlichen Zunahme der kariogenen Bakterienpopulationen von Streptococcus mutans und Streptococcus sobrinus (Reitemeier, Schwenzer & Ehrenfeld, 2006, S. 129). Daraus ergibt sich bei fehlender oder unzureichender Zahnpflege in erster Linie eine Gefahr für die Zahnhartsubstanz. Die Prävalenz von Demineralisationen während einer kieferorthopädischen Behandlung mit Brackets liegt bei bis zu 70% (Al Maaitah, Adeyemi, Higham, Pender & Harrison, 2011, zitiert nach zm online, 16. Februar 2016). Werden die White-Spots nicht erkannt und bleibt eine Intervention aus, kann sich die Entkalkung zu einer behandlungsbedürftigen kariösen Läsion entwickeln (DGÄZ, o. J.).

Durch die Veränderung der oralen Mikroflora steigt auch die Anzahl an gramnegativen Anaerobiern, die mit gingivalen und parodontalen Erkrankungen assoziiert werden (Reitemeier et al., 2006, S. 129). Die vermehrte bakterielle Produktion von Säuren kann zudem eine Hyperplasie des Zahnfleisches auslösen (Hinz & Heise, 2009, S. 160).

Neben den parodontpathogenen Mikroorganismen können auch die langandauernden, unphysiologischen Krafteinwirkungen während der Zahnbewegung Auswirkungen auf das Parodontium haben. Dabei kann es zu irreversiblen parodontalen Veränderungen und einer Resorption der Zahnwurzel kommen (Reitemeier et al., 2006, S. 149). Eine Multibracket -Therapie gilt als die häufigste Ursache für apikale Wurzelresorptionen (Brezniak & Wasserstein, 1993, zitiert nach Aras, Unal, Huniler & Aras, 2018). Auch kann es während der Behandlung zu einer, meist nur vorübergehenden, Zahnlockerung kommen, da die Zahnbewegung die kurzfristige Schaffung eines Knochendrehbereiches erfordert (Davis et al., 2014).

Ein direkter Zusammenhang von kieferorthopädischen Behandlungen und dem Auftreten von Gingivarezessionen wird diskutiert. Auch wenn die Entstehung von Rezessionen multifaktoriell bedingt ist, wird vermutet, dass die orthodontische Zahnbewegung ein Risiko darstellen kann. Die Neigung der Zähne zu Behandlungsbeginn und die Dicke des bukkalen Alveolarknochens spielen dabei eine entscheidende Rolle. Auch eine längerfristige plaquebedingte Entzündung am Zahnhals kann das Zurückweichen der Gingiva begünstigen. Gingivarezessionen stellen neben der ästhetischen Einschränkung auch ein erhöhtes Kariesrisiko dar und treten oft in Verbindung mit Hypersensibilitäten auf (Bertl, 2015).

Wenn die Kräfte der Zahnspange genau auf den Patienten abgestimmt werden und dieser eine optimale Mundhygiene und keine parodontalen Vorschädigungen aufweist, ist das Risiko von schädlichen Veränderungen im Zahnhalteapparat jedoch eher gering (Sanders, 1991, zitiert nach zm online, 16. Februar 2016).

In seltenen Fällen kann es durch die hohe Krafteinwirkung bei der Entfernung der Brackets zu horizontalen Rissen im Zahnschmelz kommen. Häufiger treten jedoch Schmelzveränderungen durch die Befestigung der Brackets mittels der Säureätztechnik auf (zm online, 16. Februar 2016). Auch kann sich aufgrund von Wechselwirkungen der Klebematerialien mit Lebensmitteln oder Tageslicht die Zahnfarbe während der Behandlung nachteilig verändern (Faltermeier, Rosentritt, Reicheneder & Behr, 2007; Karamouzos, Athanasiou, Papadopoulos & Kolokithas, 2010, zitiert nach zm online, 16. Februar 2016).

Brackets aus Keramik können Abrasionen an Zähnen im Gegenkiefer verursachen, wenn diese ein Artikulationshindernis im Schlussbiss darstellen (zm online, 16. Februar 2016).

1.3.2 Kieferorthopädische Prophylaxe

Da eine White-Spot -Läsion bereits nach vier Wochen auftreten kann (Øgaard, Rølla & Arends, 1988) ist ein engmaschiges Betreuungsprogramm für kieferorthopädische Patienten sinnvoll. Der Patient sollte schon vor Beginn der kieferorthopädischen Therapie das erste individuelle Mundgesundheitscoaching mit supra- und subgingivalem Debridement erhalten. Auf eine orale Antisepsis mit chlorhexidin-haltiger Mundspüllösung folgen neben der Entfernung aller Beläge und externer Verfärbungen, eine Fluoridierung des gesamten Gebisses und eine Mundhygieneinstruktion (Hellwig, Klimek & Attin, 2013, S. 565). Der Patient soll über die Wichtigkeit der individuellen Prophylaxe und seiner Mitarbeit aufgeklärt werden. Eine umfangreiche Besprechung und gemeinsame Übung der richtigen Putztechnik sowie der Anwendung ergänzender Mundhygienehilfsmittel durch einen DH ist unerlässlich. Außerdem sollten die zahngesunde Ernährung erklärt und zusätzliche häusliche Fluoridierungsmaßnahmen in Betracht gezogen werden (Hinz & Heise, 2009, S. 160). Da die Mundhygiene in den seltensten Fällen optimal umgesetzt wird, kann mit der karieshemmenden Wirkung von Fluorid dem Auftreten von White-Spots vorgebeugt werden (Benson, Shah, Millett, Dyer, Parkin & Vine, 2005 zitiert nach Lovrov, Hertrich & Hirschfelder, 2007).

Je nach Alter und Compliance des Kindes ist es sinnvoll, die Eltern in die Beratungen miteinzubeziehen. Alle besprochenen Aspekte sollten schriftlich festgehalten und dem Patienten mitgegeben werden. Bevor die gute Mitarbeit des Patienten nicht sichergestellt ist, sollte keine festsitzende Apparatur eingegliedert werden (Hinz & Heise, 2009, S. 160). Da die Motivation im Laufe der kieferorthopädischen Behandlung oft nachlässt, sollte die häusliche Mitarbeit bzw. der Pflegzustand der Zähne regelmäßig überprüft werden. Das Recall -Intervall ist nach jedem Termin entsprechend anzupassen.

Für die häusliche Zahnpflege gilt es dem Patienten die für ihn beste Zahnbürste zu empfehlen. Man unterscheidet zwischen manuellen und elektrischen Modellen und hier wiederum zwischen verschiedenen Technologien.

Manuelle Handzahnbürsten sollten mit weichen bis mittelharten Borsten ausgestattet sein, die 0,18-0,25 mm dick und 10-12 mm lang sind (Hellwig et al., 2013, S. 560). Weiche Borsten schonen das Zahnfleisch, wirken aber abrasiver auf die Zahnhartsubstanz, wohingegen härtere Borsten besser Plaque entfernen (zm online, 2018, b). Die Filamente müssen in Büscheln angeordnet sein, um eine Verkeilung des Borstenfeldes zu vermeiden. Modelle mit mehrstufigen Borsten sind zu bevorzugen, da sie die Interdentalräume besser erreichen. Es wird empfohlen die Handzahnbürste etwa alle vier Wochen auszutauschen (Hellwig et al., 2013, S. 560).

Elektrische Zahnbürsten führen die Putzbewegung im Gegensatz zu manuellen Modellen eigenständig durch. Oszillierend-rotierende und schallaktive Bürsten sind auf dem Markt am weitesten verbreitet. Der Bürstenkopf einer oszillierend-rotierenden Zahnbürste kann bis zu 48.800 Bewegungen pro Minute durchführen, wohingegen eine Handzahnbürste nur 300-600 Bewegungen erreicht. Die Technologie dieser Modelle wurde in manchen Fällen noch um Pulsation ergänzt, wodurch die Plaque bereits vor der Putzbewegung abgelöst werden soll (Oral-B, o. J., b). Bei Schallzahnbürsten kann sich der Bürstenkopf mit Schwingungen zwischen 250 und 350 Hz bewegen. Für eine besonders gute Reinigungsleistung sollte die Amplitude der Bewegung des Bürstenkopfes bei 3-4 mm liegen (Hellwig et al., 2013, S. 560). Mit den bis zu 62.000 Bewegungen pro Minute werden Mikrobläschen erzeugt, die auch in die Interdentalräume und den Sulkus eindringen können, um dort die Reinigung zu unterstützen (Philips Sonicare, o. J.).

Im Rahmen der häuslichen Mundhygiene spielt die Gründlichkeit des Zähneputzens eine deutlich größere Rolle als die Häufigkeit. Dennoch ist es unwahrscheinlich, dass die Plaque in einem Putzvorgang vollständig entfernt wird. Die Zähne sollten daher mehrmals täglich geputzt werden und es wird angeraten, mindestens einmal pro Tag die Zahnpflege durch den Gebrauch von Zahnseide oder ähnlichem zu ergänzen. Es ist zudem sinnvoll mit dem Patienten eine systematische Putztechnik anzutrainieren, die genau auf seine individuellen Bedürfnisse abgestimmt ist. Dabei können auch mehrere Konzepte kombiniert werden (Hellwig et al., 2013, S. 557f.).

Zur Interdentalraumpflege ist bei gesunden, engen Zahnzwischenraumverhältnissen normale gewachste oder Satin-Zahnseide ausreichend. Bei besonders starken Approximalkontakten sollte jedoch auf ein Produkt aus Nylon verzichten werden, damit für das Einführen der Seide nicht übermäßig viel Kraft ausgeübt werden muss und Verletzungen vermieden werden können. Stattdessen ist in solchen Fällen ein Produkt auf Polytetrafluorethylenbasis zu bevorzugen. Bei breiten Interdentalräumen, festsitzendem Zahnersatz und kieferorthopädischen Apparaturen können auch spezielle Produkte verwendet werden. Diese sind beispielsweise zusätzlich mit einer steifen Einfädelhilfe und einem flauschigen Stück ausgestattet, womit sich besonders gut Zahnzwischenräume mit Retainern oder Brackets reinigen lassen.

Mit Interdentalraumbürstchen lassen sich Interdentalräume und freiliegende Wurzelfurkationen von Belägen befreien. Für ein optimales Reinigungsergebnis muss die Bürste in ihrer Größe und Form individuell nach den Beschaffenheiten der Zahnzwischenräume des Patienten ausgewählt werden (Hellwig et al., 2013, S. 561f.).

1.4 Geschichte der elektrischen Zahnbürste

Bereits 1880 wurde von Dr. Scott ein Gerät patentiert, dass als Vorläufer der heute gebräuchlichen elektrischen Zahnbürsten gesehen werden kann. Erst im Jahr 1954 griff Dr. Philippe-Guy Woog mit der Broxodent den Gedanken der elektrischen Zahnreinigung wieder auf. Neun Jahre darauf kam das erste Modell von Oral-B, die Mayadent, auf den Markt. Sie war mit einem länglichen Bürstenkopf und drei Borstenreihen ausgestattet, die die seitlichen Bewegungen einer Handzahnbürste nachahmten. In ihrer Reinigungsleistung war sie den manuellen Modellen nicht überlegen. Das änderte sich in den 1980er Jahren mit den ersten rotierenden Bürsten von Bausch & Lomb und Braun. Die Interplak und die Oral-B D3 entfernten erstmals zuverlässiger Plaque als Handzahnbürsten, führten allerdings schnell zu Verletzungen der Gingiva (zm online, 05. März 2015). Im Jahr 1991 wurde mit der Oral-B D5 die erste oszillierend-rotierende Zahnbürste mit einem kleinen runden Bürstenkopf eingeführt, die etwa 8.000 Drehungen in der Minute durchführen konnte (ZMK, 18. Dezember 2013). Das Modell überzeugte durch eine effiziente und schonende Reinigung von Zähnen und Zahnfleisch. Zusätzlich erschienen Anfang der 1990er Jahre auch die ersten piezo-elektrischen Schallbürsten mit einer Frequenz von 250 bis 300 Hertz. Im Jahr 1992 brachte Philips seine erste Schallzahnbürste in den USA auf den Markt.

Zurzeit konkurrieren insbesondere rotierend-oszillierende mit schallbetriebenen Modellen. Ultraschallzahnbürsten, die bis zu 1,6 Millionen Schwingungen in der Minute erbringen können, sind hingegen nicht weit verbreitet (zm online, 05. März 2015).

2. Material und Methode

Bei dieser Arbeit handelt es sich um eine systematische Literaturübersicht. Die Recherche hierzu fand dabei sowohl in Form einer systematischen Suche auf den digitalen Suchoberflächen PubMed und Google Scholar als auch in Form einer händischen Suche in der Bibliothek der PraxisHochschule Köln, der ZB Med der Universitäts- und Stadtbibliothek Köln und auf Datenbanken wie Cochrane Library statt.

2.1 Suchstrategie

Wie in Abbildung 1 dargestellt, orientiert sich diese Arbeit an der modifizierten Strategie von Akobeng nach Santos, Pimenta und Nobre. Diese haben eine Anleitung zur Verwendung von wissenschaftlichen Nachweisen aufgestellt, um Studienergebnisse vergleichbar zu machen. Demnach wird zunächst ein klinisches Problem erkannt und ausgewählt (Akobeng, 2005, a, zitiert nach Santos et al., 2007). In Bezug auf die Thematik dieser Arbeit ergab sich dabei die klinische Frage, mit welcher Art Zahnbürste die gründlichste Plaque-Beseitigung bei Patienten in kieferorthopädischer Behandlung erreicht werden kann. Dies ist im praktischen Alltag von besonderer Relevanz, da bei diesen Patienten durch die festsitzende Apparatur neue, schwer zu reinigende Plaque-Akkumulationsstellen entstehen (DGÄZ, o. J.). Auf dieser Grundlage wurde die PICO-Fragestellung, ob bei Patienten mit festsitzenden kieferorthopädischen Apparaturen durch die Verwendung von elektrischen Zahnbürsten eine größere Plaque-Reduktion erreicht werden kann, als mit der von Handzahnbürsten, gebildet. Um im nächsten Schritt wissenschaftliche Nachweise in den digitalen Datenbanken zur Beantwortung dieser Frage zu finden, wurden zunächst Schlüsselwörter und Suchbegriffe herausgearbeitet. Hierzu war es notwendig, Synonyme für die relevanten Begriffe zu finden und diese in die englische Sprache zu übersetzen. Für eine präzisere Suche wurden Boolesche Operatoren eingesetzt. Mit Hilfe der Operatoren „AND“ und „OR“ konnten die Suchresultate weiter eingegrenzt oder der Suchauftrag vergrößert werden (Akobeng, 2005, a, zitiert nach Santos et al., 2007). Tabelle 1 zeigt eine Liste möglicher Suchbegriffe und deren sinnvolle Kombination für die anschließende Recherche.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Suchstrategie (modifiziert nach Akobeng, 2005, a)

Tabelle 1: Schlüsselwörter (eigene Darstellung)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Um die Suchergebnisse weiter zu präzisieren, wurden Ein- und Ausschlusskriterien festgelegt.

Darauf folgte die Eingabe der kombinierten Schlüsselwörter auf den Suchoberflächen PubMed und Google Scholar (Akobeng, 2005, a). Anschließend fand die Selektion der Auswahl nach der Spezies, der Sprache des Artikels und dem Publikationstypen statt. Bei Google Scholar konnte dabei lediglich die Sprache als Kriterium angegeben werden.

Für diese Arbeit wurden Studien an Tieren ausgeschlossen. Zudem mussten die Studien in englischer oder deutscher Sprache verfasst sein und eine möglichst hohe Evidenz aufweisen. Randomized controlled trials (RCT) und clinical controlled trials (CCT) haben, abgesehen von Reviews, unter Studien das höchste Level an Evidenz (Akobeng, 2005, b) und wurden daher zur Beantwortung der PICO-Frage zugelassen. Von allen Studien, die diese Kriterien erfüllten, wurde der Abstract auf die inhaltliche Relevanz des Werkes untersucht. Bei der Suche über Google Scholar wurden in diesem Schritt anhand des Inhalts des Abstracts nachträglich die Spezies und die Art der Studie überprüft.

Daraufhin wurde die Auswahl zeitlich eingegrenzt. Dies war durch die Suche nach zwei unterschiedlichen Jahreszahlen nicht automatisch möglich und musste daher händisch vorgenommen werden. Die zeitliche Eingrenzung der Studien basierte dabei auf der Entstehungsgeschichte der elektrischen Zahnbürsten-Marken Oral-B und Philips. Im Jahr 1991 erschien das erste Modell von Oral-B mit rotierend-oszillierender Technologie (ZMK, 18. Dezember 2013) und ein Jahr darauf die erste Schallzahnbürste von Philipps. Mit Einführung dieser Modelle waren elektrische Zahnbürsten den Handzahnbürsten überlegen (zm online, 05. März 2015). Daher ist es sinnvoll, die Überlegenheit der elektrischen Bürste ab diesem Zeitpunkt auch bei Patienten mit festsitzenden kieferorthopädischen Apparaturen zu überprüfen.

Im Anschluss an die zeitliche Eingrenzung wurde die inhaltliche Selektion durch Lesen der Studien vorgenommen, sofern diese verfügbar waren. Die Selektion orientierte sich an den zuvor festgelegten Ein- und Ausschlusskriterien, welche zur Übersicht in der folgenden Tabelle aufgelistet werden.

Tabelle 2: Ein- und Ausschlusskriterien für den Selektionsprozess (eigene Darstellung)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Um eine gute Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten, wurden ausschließlich Studien mit elektrischen Zahnbürsten von Oral-B und Philips ausgewählt, da diese bei oszillierend-rotierenden Modellen und Schallzahnbürsten zu den Marktführern gehören (Statista, 2019). Arbeiten, welche andere Modelle oder Ultraschallzahnbürsten mit Handzahnbürsten verglichen hatten, waren damit für diese Arbeit nicht von Relevanz. Bei den gewählten Studien war außerdem eine Kontrollgruppe mit manuellem Modell zwingend vonnöten, um der eingangs formulierten Forschungsfrage gerecht zu werden.

Auch die Art der kieferorthopädischen Apparatur ist für die Untersuchung ausschlaggebend. Patienten sollten über festsitzende Apparatur in mindestens einem Kiefer verfügen. Die Brackets müssen vestibulär auf den Zähnen befestigt sein. Studien mit Patienten, welche lediglich mit Retainern und/oder herausnehmbaren Vorrichtungen ausgestattet sind, wurden daher ebenfalls nicht berücksichtigt. Zudem wurden nur solche Studien mit einbezogen, die supragingivale Plaque bewerten, da für die Erfassung der subgingivalen Plaquebesiedelung andere Indizes benötigt werden, was nicht vergleichbar wäre.

Daraufhin wurde anhand der gesamten Studien eine erneute Kontrolle der zeitlichen Selektion durchgeführt, da die Durchführung der Studien ggf. vor 1991 bzw. 1992 stattgefunden haben könnte, sollten diese erst später veröffentlicht worden sein. Dadurch wäre das in der jeweiligen Studie verwendete Zahnbürstenmodell zu alt und damit nicht vergleichbar mit anderen Studien gewesen.

Anschließend folgte die Selektion nach interner Validität. Das beinhaltet die Beantwortung von Fragen, die insbesondere die Methode der Studie und deren Gültigkeit betreffen (s. Tabelle 7, Anhang).

Die Entscheidung über den Ausschluss von einzelnen Studien wurde mittels eines Scoring-Modells errechnet, in welchem die einzelnen Kriterien individuell gewichtet wurden. So wurde für jede Studie ein Score zwischen 0 und 100 ermittelt. Dabei wurde der Grenzwert für die Validität auf 75 festgelegt. Studien mit einem Gesamtscore unter 75 wurden demnach nicht in die weitere Betrachtung aufgenommen (s. Punkt 3.4).

Anschließend wurden die externe Validität und der Risk of Bias mit Fragen zur Datengewinnung und Datenanalyse, möglichen Störfaktoren, Reproduzierbarkeit und Anwendbarkeit, bzw. Relevanz des Ergebnisses für das Berufsfeld des DHs beurteilt. Die hier gewählten Fragen zur Bewertung der internen und die Kriterien für die externe Validität orientieren sich an dem Fragebogen von Akobeng zur Auswertung von RCT (Akobeng, 2005, b). Zuletzt wurde entschieden, ob die jeweilige Studie sich zur Beantwortung der PICO-Frage eignet und somit im weiteren Verlauf der Analyse genutzt werden kann (Akobeng, 2005, a).

2.2 Selektionsprozess

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Selektionsprozess (eigene Darstellung)

Die Aufstellung des in Abbildung 2 dargestellten Selektionsprozesses fand am 28. Dezember 2018 statt. Die Anzahl an Suchergebnissen kann sich seitdem verändert haben. Als erste Suchoberfläche wurde PubMed ausgewählt. Nach der Eingabe der zwei Schlüsselwörter „orthodontic“ und „toothbrush“ wurden hier 110 Ergebnisse angezeigt. Abzüglich aller Studien mit Tierversuchen, Studien in anderen Sprachen als Englisch oder Deutsch und solchen ohne den geforderten Grad an Evidenz verblieben 45 Studien in der Auswahl. Diese reduzierten sich nach einer Überprüfung der inhaltlichen Relevanz auf 19. Dieser Ablauf wurde mit zwei weiteren Kombinationen von Schlüsselwörtern wiederholt. Die Ergebnisse der drei Suchvorgänge wurden miteinander auf Überlappungen untersucht. Im Rahmen der anschließenden zeitlichen Eingrenzung musste die Studie von Womack & Guay aus dem Jahr 1968 aussortiert werden.

Mit den gleichen Wortkombinationen wurde auch Google Scholar durchsucht. Eine automatische Selektion der Spezies und nach der Art der Studien konnte hier nicht ausgewählt werden. Daher wurden die 97 Suchergebnisse zunächst nur über das Kriterium der Sprache auf insgesamt 84 reduziert. Während des Lesens des Abstracts der Studien fand anschließend die Selektion nach Studien am Menschen und nach CCT bzw. RCT statt. Nach dem Ausschluss doppelter Studien blieb eine Studienanzahl von 24 übrig. Im Rahmen der zeitlichen Eingrenzung erfüllten drei Arbeiten die geforderten Kriterien nicht. Die restlichen 21 Studien wurden mit den 18 Ergebnissen der anderen Suchoberfläche abgeglichen. Nach Eliminierung der doppelten Arbeiten sollten die 24 Studien vollständig gelesen werden. Insgesamt waren hiervon jedoch lediglich 20 Studien auffindbar, wovon einige über die Fernleihe der Universität zu Köln beantragt werden mussten. Weitere sieben Studien mussten ausgeschlossen werden, da in ihnen keine relevanten Zahnbürstenmodelle von Oral-B oder Philips getestet wurden. Drei Studien entfielen bei der Überprüfung der internen Validität, wodurch zur Beantwortung der PICO-Frage dieser Arbeit letztendlich zehn Studien zugrunde gelegt wurden.

2.3 Datenanalyse

Bei der Bewertung der Studien wurde zudem die Signifikanz der Ergebnisse, angegeben durch den p-value, bewertet. Das Signifikanzniveau lag bei 0,05. Bei einem p-value von kleiner als 0,05 ist es als unwahrscheinlich anzusehen, dass der beobachtete Unterschied zwischen den Gruppen zufällig aufgetreten ist. Das Ergebnis der Studie wiederspräche in diesem Fall der allgemeinen Nullhypothese, dass es keinen Unterschied zwischen den Gruppen gibt. Die Nullhypothese kann in diesem Fall mit einer Fehlerwahrscheinlichkeit von 5% verworfen werden. Bei einem p-value von größer als 0,05 ist hingegen davon auszugehen, dass der Unterschied zufällig aufgetreten ist. Die Nullhypothese, dass es keinen Unterschied zwischen den Gruppen gibt, kann demnach nicht abgelehnt werden (Akobeng, 2005, b).

Abschließend wurden die Studien statistisch ausgewertet. Dabei kamen die Software Microsoft Excel und das Statistikprogramm IBM SPSS zum Einsatz. In Microsoft Excel wurde die Gesamtqualität der Studien mittels eines Scoring-Modells bewertet. In IBM SPSS wurde zunächst mittels einer einfaktoriellen Varianzanalyse die Abhängigkeit der Plaque-Werte von einzelnen Parametern (Einflussfaktoren) beurteilt. Dabei wurde die prozentuale Verbesserung der verschiedenen Plaque-Indizes als abhängige Variable hinzugezogen und mit den unabhängigen Variablen Studiendauer, Stichprobenumfang, Art der Zahnbürste, Geschlecht und Alter der Probanden auf Abhängigkeit getestet. Keiner der Einflussfaktoren konnte dabei als statistisch signifikant (α = 0,05) für das Putzergebnis bewertet werden.

Anschließend wurden die metrischen bzw. ordinal skalierten Werte in eine ordinale bzw. nominale Skalierung transformiert. Die so ermittelten Daten wurden in eine Kreuztabelle überführt und daraufhin eine Kontingenzanalyse durchgeführt. Auch hier konnten keine statistisch signifikanten Zusammenhänge (α = 0,05) festgestellt werden.

3. Ergebnisse

3.1 Suchergebnisse

Die Ergebnisse des Selektionsprozesses werden in den Tabellen 3-5 aufgelistet. Wie hieraus ersichtlich ist, wurden fünf Parallel-Gruppen-Studien und fünf Cross-over- Studien aus den Jahren 1997 bis 2014 betrachtet. Davon wurden in acht Studien oszillierend-rotierende Modelle und in zwei Studien Schallzahnbürsten gegenüber einer Handzahnbürste getestet. In sechs dieser Studien wurde ein elektrisches Modell von Oral-B und in zwei dieser Studien ein elektrisches Modell von Philips verwendet. Zwei der Studien verglichen sowohl ein Modell von Philips als auch eines von Oral-B mit der manuellen Zahnbürste.

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