Titan-Unverträglichkeit

Titan ist ein Metall, das häufig in der Zahn- und Körperprothetik verwendet wird. Obwohl es sich um ein Material handelt, das normalerweise als sicher gilt, können einige Patienten eine Titan-Unverträglichkeit oder Allergie entwickeln.

Zahnimplantate aus Titan oder Titanlegierungen lagern durch Korrosion oder Verschleiß Titanpartikel oder -ionen in das umgebende Gewebe ein. Dieser Prozess führt zu Entzündungsreaktionen im Zahnfleisch und Knochenverlust, die dazu führen, dass das Implantat entfernt werden muss. Zahnimplantate aus anderen Materialien wie Zirkoniumoxid (Keramik) können als eine sicherere Alternative mit weniger Komplikationen angesehen werden.

1. Verwendung von Titan

Titan ist aufgrund seiner mechanischen Festigkeit, seiner Biokompatibilität und seiner langen Verwendungsgeschichte eines der am häufigsten verwendeten Materialien für Zahnimplantate [1]. Allerdings haben die Misserfolgsmeldungen im Laufe der Jahre zugenommen. Die Ursachen für diese Komplikationen bei Titanimplantaten können schlechte Mundhygiene, unkontrollierte Plaqueablagerungen und Zahnstein um das Implantat herum sein. Aber im Lichte neuer Forschungen wurde berichtet, dass neben diesen Gründen vor allem allergische Reaktionen auf die Partikel, die von dieser Art von Implantaten freigesetzt werden, allmählich Titan-Unverträglichkeit oder Allergie verursachen.

Titan wird auch häufig in industriellen Anwendungen wie pharmazeutischen Beschichtungen, Nahrungsergänzungsmitteln und Farben eingesetzt. Im medizinischen Bereich werden Titan und Titanlegierungen zur Herstellung verschiedener Implantations- und Fixierungssysteme verwendet. Angesichts der weitverbreiteten Verwendung von Titan gibt es Bedenken hinsichtlich der schädlichen Auswirkungen der Titananreicherung und seiner toxischen Wirkung auf den menschlichen Körper [2].

2. Toxizität von Titan

Derzeit gibt es Studien über die Zytotoxizität von Leber, Lunge und Niere durch die Ansammlung von Titanpartikeln. Es sei darauf hingewiesen, dass Titan sowohl in Zahnimplantaten als auch bei der Herstellung von Kosmetika, Farben, Lebensmitteln und Medikamenten verwendet wird. Auch phytotherapeutische und Nahrungsergänzungsmittel können Titan enthalten. Die derzeit am häufigsten verwendeten Form von Titan ist TiO2-Pulver. Da die Produktion von TiO2-Pulver weiter zunimmt, wächst die Besorgnis über seinen Einfluss auf Menschen und Umwelt [3]. Studien haben über eine Schädigung der Leber nach oraler Verabreichung unterschiedlicher Dosen von Titan (TiO2)-Partikeln berichtet. Biodistributionstests zeigten auch eine Akkumulation von TiO2 in Leber, Niere, Milz und Lunge, was auf die Eigenschaft von TiO2 deutet, nach oraler Aufnahme in andere Organe transportiert zu werden [4].

Darüber hinaus kann Titan-Unverträglichkeit in den das Implantat umgebenden Geweben hervorrufen. Diese Entzündung geht zurück in eine lokal angesäuerte Umgebung, die auch das Titanimplantat korrodieren lässt und so weitere Toxizität erzeugt.

Nicht nur reines Titan verursacht Komplikationen, sondern auch Titanlegierungen.

Titanlegierungen werden hauptsächlich mit Nickel, Aluminium und Vanadium hergestellt und findet viel Anwendung in medizinischen Implantaten, einschließlich orthopädischer Prothesen und eben Zahnimplantate. Im Fall von orthopädischen Prothesen wurde festgestellt, dass diese Legierungen Osteoporose verursachen [5].

Zusätzlich zur Toxizität wurde berichtet, dass durch Titan systemische Erkrankungen auftreten können. Einer Studie zufolge kann Titan als Ursache für das “Gelbe Nagel-Syndrom” gelten. Dieses Syndrom ist gekennzeichnet durch eine Farbveränderung der Nägel, verursacht aber auch Husten, Schnupfen oder Sinusitis und Obstruktionen des Lymphsystems (Lymphödem).

3. Titan-Unverträglichkeit Symptome

Titan-Implantate können auch verschiedene Reaktionen hervorrufen. Zu den häufigsten Reaktionen gehören: Erytheme, Nesselsucht, Ekzeme, Schwellungen, Schmerzen, Nekrosen und Knochenverlust aufgrund von Titan-Zahnimplantaten [6]. Die Zuverlässigkeit des Pflastertests für Titan-Unverträglichkeit ist nicht klar. Andere Arten von Tests werden empfohlen, vor allem der Lymphozytentransformationstest (LTT). Unverträglichkeiten auf Titanlegierungen sind häufiger als auf Reintitan. Aus immunologischer Sicht kann Titan ein hypoallergenes Material sein, allerdings sind Allergien nicht die einzige Ursache für immunologisch bedingte Unverträglichkeiten. Die häufigste Ursache einer individuellen Überempfindlichkeit gegenüber Titan ist eine übermäßige Entzündung der das Zahnimplantat umgebenden Weichgewebe. Ein LTT-Test ist am Besten geeignet, um eine Erhöhung der Konzentration von Titan und anderen Metallen im Körper durch den Nachweis erhöhter Lymphozyten zu bestimmen [7].

Dabei erhöhen ein saurer oraler pH-Wert und eine hohe Konzentration an Fluorid (oft in herkömmlichen Zahnpasten enthalten) das Korrosionsrisiko von Titan und seinen Legierungen [8].

4. Eine gute Alternative zur Vermeidung einer Titan-Unverträglichkeit: Zirkoniumoxid (Keramik)

Es werden derzeit alternative Implantatmaterialien untersucht, um die Risiken von Titan zu verringern. Zirkoniumoxid ist aktuell ein auch klinisch geeignetes Material für Zahnimplantate. Es gilt als ein alternatives Material, das die Ästhetik verbessert und Toxizitätsprobleme vermeidet. Es ist ein Material mit besserer Osseointegration und hat eine gute zeitliche Dauer [9].

Zirkoniumoxid (auch Zirkonoxid genannt) ist ein keramisches Material, das in der Zahnmedizin für die Herstellung von Zahnersatz, insbesondere bei implantatgetragenen Veneers und Kronen, zunehmend nachgefragt wird.

Zirkoniumoxid ist aufgrund seiner hervorragenden Ästhetik und Funktionalität eine der besten Optionen für den Zahnpatienten. Es handelt sich um ein relativ neues Material, das wichtige Vorteile gegenüber dem traditionell von Zahntechnikern verwendeten Metall-Porzellan bietet. Es beugt auch Entzündungen der Mundschleimhaut vor und verringert auch das Risiko eines Alveolarknochenverlusts.

5. Fazit

Neben der Verwendung in Zahnimplantaten wird Titan in vielen Bereichen eingesetzt. Mit der zunehmenden Verwendung von Titan wachsen auch die Bedenken hinsichtlich seiner Sicherheit für die menschliche Gesundheit.

Zahnimplantate aus Titan sind Korrosion und Verschleiß ausgesetzt. Titanpartikel und -ionen sowie Bestandteile von Titanlegierungen können sich aufgrund von Korrosion und Verschleiß im umliegenden Gewebe ablagern und Entzündungsreaktionen hervorrufen. Die Ansammlung von Titanionen und -partikeln kann sowohl im umgebenden Gewebe als auch systemisch auftreten, was zu toxischen Reaktionen in anderen Geweben führen kann, wie z.B. das Gelbfingernagelsyndrom. Heute gelten Zirkonoxid-Implantate als eine ausgezeichnete Alternative mit weniger Gesundheitsrisiken.

Es ist zwar bekannt, dass Titan weniger allergische Reaktionen hervorruft als andere Metalle wie Nickel und Palladium, jedoch ist die Diagnose von Titanallergien auch weniger eindeutig. Der sogenannte Pflastertest wird zwar hauptsächlich zur Überprüfung allergischer Reaktionen auf Titan und andere Metalle verwendet, es gibt allerdings Fälle, in denen ein detaillierterer Bluttest erforderlich ist.

6. Quellen

[1] Sidambe A. T. (2014). Biocompatibility of Advanced Manufactured Titanium Implants-A Review. Materials (Basel, Switzerland) 7 (12), 8168–8188. https://doi.org/10.3390/ma7128168

[2] Skocaj, M., Filipic, M., Petkovic, J., & Novak, S. (2011). Titanium dioxide in our everyday life; is it safe?. Radiology and oncology, 45 (4), 227–247.

[3] Grande, F., & Tucci, P. (2016). Titanium Dioxide Nanoparticles: a Risk for Human Health? Mini reviews in medicinal chemistry 16(9), 762-769. https://doi.org/10.2174/1389557516666160321114341

[4] Wang, J. et al (2007). Acute toxicity and biodistribution of different sized titanium dioxide particles in mice after oral administration. Toxicology letters, 168(2), 176–185. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2006.12.001

[5] Haynes, D. R., Rogers, S. D., Hay, S., Pearcy, M. J., & Howie, D. W. (1993). The differences in toxicity and release of bone-resorbing mediators induced by titanium and cobalt-chromium-alloy wear particles. The Journal of bone and joint surgery, 75 (6), 825–834. https://doi.org/10.2106/00004623-199306000-00004

[6] Titanium allergy: fact or fiction? (2014). British Dental Journal, 216(6), 355-355. doi:10.1038/sj.bdj.2014.222

[7] Fretwurst, T., Buzanich, G., Nahles, S., Woelber, J. P., Riesemeier, H., & Nelson, K. (2016). Metal elements in tissue with dental peri-implantitis: a pilot study. Clinical oral implants research, 27(9), 1178–1186. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26508041/

[8] Strietzel, R., Hösch, A., Kalbfleisch, H., & Buch, D. (1998). In vitro corrosion of titanium. Biomaterials, 19(16), 1495–1499. https://doi.org/10.1016/s0142-9612(98)00065-9

[9] Siddiqi, A., Kieser, J. A., De Silva, R. K., Thomson, W. M., & Duncan, W. J. (2015). Soft and Hard Tissue Response to Zirconia versus Titanium One-Piece Implants Placed in Alveolar and Palatal Sites: A Randomized Control Trial. Clinical implant dentistry and related research, 17(3), 483–496. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24112624/