Allergische Reaktionen und nickelfreie Zahnspangen: eine systematische Übersicht

ORTHODONTIK

Allergische Reaktionen und nickelfreie Zahnspangen: Eine systematische Übersicht

Camila Alessandra PazziniI; Leandro Silva MarquesII; Luciano José PereiraIII; Patrícia Corrêa-FariaIV; Saul Martins PaivaI

IDepartment of Pediatric Dentistry and Orthodontics, Faculty of Dentistry, Federal University of Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil
IIDepartment of Orthodontics, School of Dentistry, Vale do Rio Verde University – UNINCOR, Três Corações, MG, Brazil
IIIDepartment of Physiology and Pharmacology, Federal University of Lavras – UFLA, Lavras, MG, Brasilien
IVSchool of Dentistry, Federal University of Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Diamantina, MG, Brasilien

Korrespondierender Autor

ABSTRACT

Nickelfreie Zahnspangen haben als praktikable Alternative für Patienten, die allergisch auf Nickel reagieren, an Popularität gewonnen. Mit dieser systematischen Übersichtsarbeit sollte festgestellt werden, ob es Belege gibt, die die Verwendung nickelfreier Brackets bei kieferorthopädischen Patienten mit Nickelallergie rechtfertigen. Es wurde eine elektronische Suche in 7 Datenbanken (MEDLINE, BBO, LILACS, Web of Science, EMBASE, BIREME und Cochrane Library) durchgeführt, ohne Einschränkung hinsichtlich Jahr oder Sprache, mit zusätzlicher manueller Suche in den Referenzen der gefundenen Artikel. Die Suchstrategie führte zu 89 Artikeln. Die Datenextraktion und die Qualitätsbewertung jedes Artikels wurden unabhängig voneinander von zwei Gutachtern bewertet. Nach der Auswahl anhand der Zulassungskriterien qualifizierten sich vier Arbeiten, darunter 2 kontrollierte klinische Studien und 2 klinische Studien, für die endgültige Analyse. Die Qualität der eingeschlossenen Artikel wurde ebenfalls bewertet. Nickelfreie Zahnspangen (Ni-Gehalt – max. 2 %) scheinen eine brauchbare Alternative für kieferorthopädische Patienten zu sein, die allergisch auf Nickel reagieren. Es sind jedoch weitere In-vivo-Studien unter Berücksichtigung der immunologischen Eigenschaften der Patienten erforderlich, um die klinischen Auswirkungen der Ergebnisse dieser Studie zu bestimmen.

Deskriptoren: Kieferorthopädische Brackets; Überempfindlichkeit; Nickel; Kieferorthopädie.

Einführung

Austenitischer rostfreier Stahl, der in kieferorthopädischen Brackets verwendet wird, enthält 18% Chrom, 0,15% Kohlenstoff und 8% Nickel.1 Die Literatur zeigt, dass Nickel potenziell allergen ist und eine Überempfindlichkeitsreaktion vom Typ IV in der Spätphase hervorrufen kann. Eine solche Reaktion ist durch Anzeichen wie Zahnfleischwucherung, Cheilitis angularis und Schuppung der Lippen in der Mundhöhle gekennzeichnet.2-4 Da kieferorthopädische Drähte und Brackets lange Zeit in der Nähe der Mundschleimhaut verbleiben, müssen sie korrosionsbeständig sein, Ionen freisetzen und dürfen keine allergischen Reaktionen hervorrufen. Das verwendete Material sollte von den oralen Geweben in der Mundhöhle gut vertragen werden.5

Es gibt eine Reihe von nicht-allergischen Zahnspangen für nickelempfindliche Patienten, wie z. B. Titan-Brackets, die korrosionsbeständiger sind und kein Nickel in die Mundhöhle abgeben.5,6 Duplex-Edelstahl 2205 enthält viel weniger Nickel und könnte ebenfalls zur Entwicklung von kieferorthopädischen Geräten mit geringerem allergenen Potenzial verwendet werden.7 Weitere Möglichkeiten sind Keramik- oder Kunststoffspangen sowie solche mit einer geringen Nickelkonzentration, die als nickelfreie Spangen bekannt sind.1,8

In der Literatur wird jedoch berichtet, dass allergische Reaktionen auf Nickel häufig mit Reaktionen auf andere Metalle wie Chrom und Kobalt einhergehen.9-11 Es ist daher schwierig, den individuellen Beitrag der einzelnen Komponenten zu beurteilen, wenn man die allergische Reaktion der Patienten betrachtet. Daher können Studien mit nickelfreien Zahnspangen wichtige Informationen liefern, indem zunächst festgestellt wird, ob Nickel tatsächlich der Wirkstoff ist, der für die Auslösung von Reaktionen entzündlicher und/oder allergischer Natur verantwortlich ist. Darüber hinaus würden solche Studien feststellen, ob nickelfreie Zahnspangen tatsächlich eine brauchbare Alternative für Patienten darstellen, die allergisch auf Nickel reagieren.

Diskrepante Ergebnisse wurden durch eine beträchtliche Vielfalt an diagnostischen Ansätzen, Studiendesigns, Stichprobengrößen und Forschungsansätzen hervorgerufen. Ziel dieser systematischen Übersichtsarbeit war es daher, festzustellen, ob es Belege gibt, die die Verwendung von nickelfreien Brackets für kieferorthopädische Patienten mit Nickelallergie rechtfertigen. Darüber hinaus wird eine Qualitätsanalyse der methodischen Solidität der in dieser Übersichtsarbeit verwendeten Studien durchgeführt.

Materialien und Methoden

Forschungsstrategien

Um diese Studie zu erstellen, haben wir eine Suche nach relevanter Literatur in elektronischen Datenbanken durchgeführt:

• Latin American and Caribbean Center on Health Sciences Information – BIREME (www.bireme.br): Lilacs-Datenbank (in Lateinamerika und der Karibik seit 1982 veröffentlichte gesundheitswissenschaftliche Literatur) und Medline (internationale Literatur, medizinische und biomedizinische Bereiche, zusammengestellt seit 1965);
• Web of Science (www.thomsonisi.com): Datenbank der Wissenschaften, Sozialwissenschaften, Kunst und Geisteswissenschaften;
• Cochrane Library (http://cochrane.bvsalud.org): Zugang zu Datenbanken von Cochrane systematischen Übersichten von kontrollierten Studien Register der Cochrane Collaboration, Bewertung von Gesundheitstechnologien, unter anderem;
• BBO (Brasilianische Bibliographie der Zahnmedizin).

Manuelle Recherchen wurden auch in Referenzlisten von Artikeln durchgeführt, die in den oben genannten Datenbanken gefunden und wiedergefunden wurden. Das Screening der in Frage kommenden Studien, die Bewertung der methodischen Qualität der Studien und die Datenextraktion wurden durchgeführt. Die folgenden Kriterien leiteten die Bewertung der Qualität der ausgewählten Arbeiten:

1. Studiendesign (randomisierte klinische Studien – RCT; prospektive – P; kontrollierte klinische Studien – CCT; Längsschnitt – L: 3 Punkte; klinische Studien – CT: 1 Punkt).
2. angemessener Stichprobenumfang: 1 Punkt.
3. angemessene Beschreibung der Auswahl: 1 Punkt.
4. gültige Messmethoden: 1 Punkt.
5. Verwendung der Methodenfehleranalyse: 1 Punkt.
6. Verblindung bei Messungen: 1 Punkt.
7. angemessene statistische Methoden: 1 Punkt.
8. in die Analyse einbezogene Störfaktoren: 1 Punkt.

Stichprobengrößen wurden als angemessen betrachtet, wenn eine Stichprobenberechnung vorgelegt wurde. Messmethoden wurden als valide angesehen, wenn ein Messfehlertest vorgelegt wurde. Studien, die mit 0 bis 5 Punkten bewertet wurden, galten als von geringer methodischer Qualität; solche, die mit 6 bis 8 Punkten bewertet wurden, als von mittlerer Qualität; und solche, die mit 9 bis 10 Punkten bewertet wurden, als von hoher Qualität.

Die Datenextraktion und die Qualitätsbewertung jeder Arbeit wurden unabhängig voneinander von zwei Gutachtern jeweils einmal bewertet. Die Gutachter wählten die Arbeiten durch Lesen der Titel und Zusammenfassungen aus. Wenn Titel und Zusammenfassung nicht genügend Daten enthielten, um eine eindeutige Entscheidung zu treffen, wurden die vollständigen Artikel herangezogen. In dieser Phase gab es eine sehr hohe Übereinstimmung zwischen den Forschern.

Die Suche war nicht nach Jahr begrenzt, so dass die Ergebnisse alle Artikel umfassen, die in jeder der Datenbanken erschienen sind, und zwar von der Gründung der Datenbanken bis August 2010. Bei der Suche wurden folgende Stichwörter verwendet: „nickelfrei“, assoziiert mit „Kieferorthopädie“, „kieferorthopädische Brackets“, „Nickelallergie und Kieferorthopädie“, „Allergie“, „kieferorthopädische Geräte“ und „Überempfindlichkeitsreaktion“.

Auswahlkriterien

Alle randomisierten kontrollierten Studien, die nickelfreie Zahnspangen mit nicht nickelfreien Zahnspangen verglichen, wurden berücksichtigt. Das Ergebnis war das Fehlen von allergischen Reaktionen. Studien in vivo wurden ebenfalls berücksichtigt. Studien mit Fallberichten und Übersichtsartikeln, Abstracts und Studien in vitro wurden für diese Überprüfung nicht berücksichtigt.

Datensammlung und -analyse

Die Daten wurden unter Berücksichtigung der folgenden Punkte gesammelt: Autor, Jahr der Veröffentlichung, Maßnahmen, Studiendesign, Studiengruppen, Methoden/Maßnahmen und Ergebnisse. Differenzen wurden durch Diskussion gelöst, um einen Konsens zwischen den beiden Gutachtern zu erreichen.

Ergebnisse

Die Suchstrategie ergab 89 Arbeiten. Nach der Auswahl und auf der Grundlage der Zulassungskriterien qualifizierten sich vier Arbeiten für die endgültige Analyse (Tabelle 1). Die vollständigen Texte dieser Arbeiten wurden für die Analyse eingeholt.

Qualität der Studien

Die Qualität der Untersuchung und die methodische Konsistenz waren in einer Studie hoch,14 in einer Studie15 mittel und in zwei Studien8,12 niedrig (Tabelle 2).

Die schwerwiegendsten Mängel waren CT und CCT mit kleinen Stichprobengrößen, In-vitro-Studien und unzureichender Beschreibung des Auswahlverfahrens. Probleme mit Störvariablen, fehlende Analyse von Methodenfehlern und fehlende Verblindung bei den Messungen sind weitere Beispiele für Unzulänglichkeiten. In einer Arbeit wurde die Wahl der statistischen Methode nicht angegeben.12

Diskussion

Nur vier Studien erfüllten die für die vorliegende systematische Übersicht aufgestellten Einschlusskriterien. Dies unterstreicht den Mangel an konsistenten Studien und den Mangel an wissenschaftlicher Evidenz, der es Kieferorthopäden erlaubt, nickelfreie Zahnspangen sicher auszuwählen. Nur eine Studie bot ein hohes Maß an Evidenz.14 Vergleiche mit anderen Studien waren daher aufgrund von Unterschieden in Studiendesign, Analysemethoden, Auswahl und Stichprobengröße nur eingeschränkt möglich. Darüber hinaus wurden aufgrund der geringen Anzahl von Studien mit unterschiedlichen Methoden keine Meta-Analysen und Heterogenitätsanalysen durchgeführt.

Nickelfreie Zahnspangen wurden im Hinblick auf ihre chemische Zusammensetzung und ihre Verhaltenseigenschaften bewertet.1,15 Es hat sich gezeigt, dass nickelfreie Zahnspangen aus rostfreiem Stahl, die von Morelli (Monobloc) hergestellt werden, keinen signifikanten Anteil an Nickel in ihrer Zusammensetzung haben.1 Dies deutet darauf hin, dass diese Zahnspangen eine Alternative für Allergiker sein könnten.

Andere Studien weisen ebenfalls auf die positiven Eigenschaften nickelfreier Zahnspangen in Bezug auf die Freisetzung von Nickel und allergische Manifestationen hin.8,16 Nickel ist in der Lage, den parodontalen Zustand allergischer Kieferorthopädie-Patienten zu beeinflussen.2 In einer Studie von Pazzini et al.2 waren die in der Anamnese angegebenen allergischen Reaktionen des Patienten auf Nickel und der Patch-Test ausschlaggebend für die Diagnose einer Nickelallergie. Zu Beginn der Behandlung verschlechterte sich der klinische Zustand des Patienten mit dem Auftreten von hyperplasischen Zahnfleischbereichen, die mit Hyperämie und Ödemen einhergingen. Bei Patienten mit einer Überempfindlichkeitsanamnese treten diese beiden Symptome häufig in Verbindung mit nickelhaltigen Zahnspangen auf.17,18 Nach siebenmonatiger Behandlung wurde die Zahnspange wegen übermäßiger Hyperplasie entfernt.19 Nach Entfernung der konventionellen Zahnspange besserte sich der Entzündungszustand deutlich, was zeigt, dass Nickel möglicherweise ein modifizierender Faktor bei allergischen Patienten ist. Einen Monat nach Entfernung der Apparatur und dem anschließenden Rückgang der Entzündung wurde beschlossen, eine nickelfreie Apparatur anzubringen. Die Behandlung wurde für weitere fünf Monate fortgesetzt, wobei die hyperplasischen Bereiche zwar noch vorhanden waren, aber in geringerem Maße. Obwohl es sich bei der Studie um einen klinischen Fall handelt, zeigt sie eine persönliche Erfahrung mit dem Problem.

Andererseits setzten Zahnspangen aus einer verschleißfesten Co-Cr-Legierung mit dem geringsten Ni-Gehalt (0,5 %) im Vergleich zu herkömmlichen Zahnspangen nicht weniger Ni frei, so dass sie keine Alternative zu herkömmlichen Zahnspangen darstellen. Kobaltbasislegierungen lassen sich im Allgemeinen in drei Kategorien einteilen: verschleißfeste, korrosionsbeständige und hitzebeständige Werkstoffe. Die verschleißfesten Kobaltbasislegierungen haben den geringsten Ni-Gehalt (max. 3 %), 25 % bis 30 % Cr, 0,25 % bis 3,3 % Kohlenstoff sowie Mangan, Silizium, Molybdän, Wolfram, Eisen und Natrium. Diese Legierung wird bei der Herstellung von Klammern verwendet. Allerdings weisen verschleißfeste Legierungen auf Kobaltbasis (mit niedrigem Ni-Gehalt) eine begrenzte Beständigkeit gegen wässrige Korrosion auf.15 Die Korrosion von Brackets mit dem geringsten Ni-Gehalt (0,5 %) lässt sich möglicherweise durch die Eigenschaften erklären, die die verschleißfeste Co-Cr-Legierung mit niedrigem Nickelgehalt (max. 3 %) in wässrigem Medium aufweist.

Nickelfreie Prüfkörper lösten bei nur 31 % der Patienten, die empfindlich auf Nickel reagieren, eine deutlich geringere allergische Reaktion aus.8 Eine mögliche Erklärung hierfür ist, dass die allergische Reaktion auf Nickel häufig mit Allergien auf Chrom und Kobalt einhergeht, die als potente Allergene in der Zusammensetzung der beiden in der zitierten Studie getesteten Proben enthalten sind. Es kann daher argumentiert werden, dass der Einfluss von Nickel auf die Entwicklung von Überempfindlichkeitsreaktionen möglicherweise überschätzt wird.

Die von Pereira et al.13 durchgeführte Studie fand keine histopathologischen Unterschiede zwischen Gruppen mit nickelfreien und konventionellen Zahnspangen. Es wurde jedoch ein Anstieg der Gesamtzahl der Leukozyten in der Gruppe mit Nickelbrackets (A3) im Vergleich zu den Gruppen mit nickelfreien Brackets (A2) und der Kontrollgruppe (A1) festgestellt. Dies steht im Zusammenhang mit der Typ-IV-Immunreaktion.20,21 In diesem Zusammenhang kann die Bindung von Nickel an körpereigene Makromoleküle Makrophagen und zytotoxische Zellen stimulieren und die Expression von Adhäsionsmolekülen hochregulieren.22-24 Die differenzierte Quantifizierung der Leukozyten in der aktuellen Untersuchung zeigt, dass der Unterschied in der Gesamtzahl der Leukozyten durch einen Anstieg der Zahl der Monozyten verursacht wurde. Es wurde berichtet, dass eine niedrige Dosis Nickel den Stoffwechsel von Monozyten verändern kann.25 Darüber hinaus veranlasst Nickel T-Lymphozyten zur Produktion verschiedener Zytokine, einschließlich Interferon IF-γ und Interleukin IL-2, IL-5 und IL-10, und es stimuliert die Zellproliferation.19 In dieser Studie wurden jedoch histopathologische Merkmale bei Ratten untersucht, was Vergleiche bei der Extrapolation auf den Menschen erschwert.

Eine retrospektive Datenanalyse von Patch-Tests und oralen Nickel-Challenges bei 380 Patienten (204 Frauen und 176 Männer), die von rezidivierender aphthöser Stomatitis (RAS) betroffen waren, wurde durchgeführt.14 Die Symptome der RAS waren bei 28/70 Patienten vollständig zurückgegangen, hatten sich bei 31/70 Patienten teilweise gebessert und waren bei 11/70 Patienten unverändert geblieben, als herkömmliche Nickel-Brackets durch nickelfreie Brackets ersetzt wurden. Dies zeigt, dass nickelfreie Brackets bei etwa 85 % der allergischen Patienten zu einer Verbesserung beitrugen. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass bei einigen Patienten mit einem positiven Patch-Test auf Nickelsulfat die Aufrechterhaltung des RAS mit einer Überempfindlichkeit gegenüber aufgenommenen Nickelsalzen zusammenhängen kann, unabhängig von einem lokalen Kontakt mit Nickel.

Schlussfolgerung

Die Ergebnisse der vorliegenden Studie sprechen für die Verwendung von nickelfreien Brackets (Ni-Gehalt – max. 2 %) als praktikable Alternative für kieferorthopädische Patienten, die auf Nickel allergisch sind. Es sind jedoch weitere In-vivo-Studien unter Berücksichtigung der immunologischen Merkmale der Patienten erforderlich, um die klinischen Auswirkungen der Ergebnisse dieser Studie zu bestimmen. Darüber hinaus werden Studien mit hoher Validität benötigt, um die Ergebnisse dieser systematischen Überprüfung weiter zu untermauern.

1. Assad-LossTF, Neves RML, Mucha JN. Elementare Zusammensetzung und oberflächlicher Aspekt von metallischen Brackets Slot. Rev Dent Press Ortod Ortop Facial. 2008 May-Jun;13(3):85-96.

2. Pazzini CA, Pereira LJ, Marques LS, Generoso R, de Oliveira Jr G Allergy to nickel in orthodontic patients: clinical and histopathologic evaluation. Gen Dent. 2010 Jan-Feb;58(1):58-61.

3. Pazzini CA, Júnior GO, Marques LS, Pereira CV, Pereira LJ. Prävalenz der Nickelallergie und Längsschnittauswertung von parodontalen Anomalien bei kieferorthopädischen Allergiepatienten. Angle Orthod. 2009 Sep;79(5):922-7.

4. Burden DJ, Eedy DJ. Kieferorthopädische Kopfbedeckungen in Verbindung mit allergischer Kontaktdermatitis: ein Fallbericht. Br Dent J. 1991 Jun 22;170(12):447-58.

5. Hamula DW, Hamula W, Sernetz F. Orthodontische Brackets aus Reintitan. J Clin Orthod. 1996 Mar;30(3):140-4.

6. Deguchi T, Ito M, Obata A, Koh Y, Yamagishi T, Oshida Y. Trial production of titanium orthodontic brackets fabricated by metal injection molding (MIM) with sintering. J Dent Res. 1996 Jul;75(7):1491-6.

7. Platt JA, Guzman A, Zuccari A, Thornburg DW, Rhodes BF, Oshida Y et al. Corrosion behavior of 2205 duplex stainless steel. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 1997 Jul;112(1):69-79.

8. Pantuzo MCG, Zenóbio EG, Marigo HA, Zenóbio MAF. Überempfindlichkeit gegenüber herkömmlichen und nickelfreien kieferorthopädischen Brackets. Braz Oral Res. 2007 Oct-Dec;21(4):298-302.

9. Eliades T, Athanasiou EA. In vivo-Alterung von kieferorthopädischen Legierungen: Auswirkungen auf das Korrosionspotenzial, die Nickelfreisetzung und die Biokompatibilität. Angle Orthod. 2002 Jun;72(3):222-37.

10. Hildebrand HF, Veron C, Martin P. Nickel, Chrom, Kobalt Dentallegierungen und allergische Reaktionen: ein Überblick. Biomaterials. 1989 Oct;10(8):545-8.

11. Park HY, Shearer TR. In vitro Freisetzung von Nickel und Chrom aus simulierten kieferorthopädischen Apparaturen. Am J Orthod. 1983 Aug;84(2):156-9.

12. Tammaro A, De Marco G, Persechino S, Narcisi A, Camplone G. Allergy to nickel: first results on patients administered with an oral hyposensitization therapy. Int J Immunopathol Pharmacol. 2009 Jul-Sep;22(3):837-40.

13. Pereira CV, Kaminagakura E, Bonan PR, Bastos RA, Pereira LJ. Zelluläre, humorale und histopathologische Analyse bei Ratten, die mit kieferorthopädischen Nickelbrackets implantiert wurden. Angle Orthod. 2008 Jan;78(1):114-9.

14. Pacor ML, Di Lorenzo G, Martinelli N, Lombardo G, Di Gregoli A, Mansueto P, et al. Results of double-blind placebo controlled challenge with nickel salts in patients affected by recurrent aphthous stomatitis. Int Arch Allergy Immunol. 2003 Aug;131(4):296-300.

15. Haddad AC, Tortamano A, Souza AL, Oliveira PV. Ein In-vitro-Vergleich der Freisetzung von Nickel und Chrom aus Brackets. Braz Oral Res. 2009 Oct-Dec;23(4):399-406.

16. Sfondrini MF, Cacciafesta V, Maffia E, Massironi S, Scribante A, Alberti G, et al. Chromfreisetzung aus neuen Edelstahlbrackets, recycelten und nickelfreien kieferorthopädischen Brackets. Angle Orthod. 2009 Mar;79(2):361-7.

17. Staerkjaer L, Menne T. Nickelallergie und kieferorthopädische Behandlung. Eur J Orthod. 1990 Aug;12(3):284-9.

18. Bishara SE, Barrett RD, Selim MI. Biodegradation of orthodontic appliances. Part II. Veränderungen des Blutspiegels von Nickel. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 1993 Feb;103(2):115-9.

19. Fernandez-Botran R, Sanders VM, Mosmann TR, Vitetta ES. Lymphokin-vermittelte Regulation der proliferativen Antwort von Klonen der T-Helfer 1 und T-Helfer 2 Zellen. J Exp Med. 1988 Aug;168(2):543-58.

20. Nielsen NH, Menné T. Nickel-Sensibilisierung und Ohrpiercing in einer unselektierten dänischen Bevölkerung. Glostrup Allergy Study. Contact Dermatitis. 1993 Jul;29(1):16-21.

21. Janson GR, Dainese EA, Consolaro A, Woodside DG, de Freitas MR. Nickelüberempfindlichkeitsreaktion vor, während und nach einer kieferorthopädischen Therapie. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 1998 Jun;113(6):655-60.

22. Wataha JC, Hanks CT, Sun Z. Effect of cell line on in vitro metal ion cytotoxicity. Dent Mater. 1994 May;10(3):156-61.

23. Wataha IC, Sun ZL, Hanks CT, Fang DN. Wirkung von Ni-Ionen auf die Expression des interzellulären Adhäsionsmoleküls 1 durch Endothelzellen. J Biomed Mater Res. 1997 Aug;36(2):145-1.

24. Wataha JC, Lockwood PE, Marek M, Ghazi M. Ability of Ni-containing biomedical alloys to activate monocytes and endothelial cells in vitro. J Biomed Mater Res. 1999 Jun 5;45(3):251-7.

25. Wataha JC, Lockwood PE, Schedle A, Noda M, Bouillaguet S. Ag-, Cu-, Hg- und Ni-Ionen verändern den Stoffwechsel menschlicher Monozyten bei längerer Exposition mit niedriger Dosis. J Oral Rehabil. 2002 Feb;29(2):133-9.