Strategies against acid induced hydroxyapatite dissolution of human dental enamel [Elektronische Ressource] / Markus Beyer. Gutachter: Gerhard Jahreis ; Klaus D. Jandt ; Nick Silikas

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• Publié par: friedrich-schiller-universitat_jena
• Publié le: 01 janvier 2012
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Extrait

 
Strategies against acid induced hydroxyapatite 
dissolution of human dental enamel 
 
 
 
 
 
 
Dissertation 
zur Erlangung des akademischen Grades 
doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) 
 
 
vorgelegt dem Rat der Biologisch‐Pharmazeutischen Fakultät 
der Friedrich‐Schiller‐Universität Jena 
 
von Dipl.‐Troph. Markus Beyer 
geboren am 15.11.1981 in Jena    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gutachter: 
1 Prof. Dr. Gerhard Jahreis 
Friedrich‐Schiller University Jena, Germany 
2 Prof. Dr. Klaus D. Jandt 
Friedrich‐Schiller University Jena, Germany 
3 Dr. Nick Silikas 
School of Dentistry, The University of Manchester, United Kingdom 
Tag der Disputation: 21.11.2011 
2 
 INDEX OF CONTENTS 
INDEX OF CONTENT 
INDEX OF CONTENT .......................................................................................................... 3 
ABBREVIATIONS .............................................................................................................. 5 
MOTIVATION ................................................................................................................. 6 
1  INTRODUCTION ........................................................................................................ 7 
1.1  Macro and micro anatomy of teeth and composition of  
human dental enamel ............................................................................... 7 
1.2  Definition, mechanism and pathology of human dental  
enamel erosion ........................................................................................ 12 
1.3  Strategies against human dental enamel erosion .................................. 16 
1.4  Aims and Objectives ................................................................................ 17 
2  OVERVIEW OF MANUSCRIPTS .................................................................................... 19 
3  MANUSCRIPTS ....................................................................................................... 23 
3.1  Manuscript I (published) ......................................................................... 23 
Quantification of dental erosion ‐ A comparison of stylus  
profilometry and confocal laser scanning microscopy (CLSM) 
Erik Heurich, Markus Beyer, Klaus D. Jandt, Joerg Reichert,  
Volker Herold, Matthias Schnabelrauch, Bernd W. Sigusch 
Dental Materials 2010; 26 (4): 326‐336  
3.2  Manuscript II (published) ........................................................................ 35 
Pectin, alginate and gum arabic polymers reduce citric acid  
erosion effects on human enamel 
Markus Beyer, Jörg Reichert, Erik Heurich, Klaus D. Jandt,  
Bernd W. Sigusch 
Dental Materials 2010; 26 (9): 831‐839  
3.3  Manuscript III (in preparation) ................................................................ 45 
Morphology and structure of polymer layers protecting  
dental enamel against erosion 
Markus Beyer, Jörg Reichert, Bernd W. Sigusch, David C. Watts,  
Klaus D. Jandt 
 
3 
 INDEX OF CONTENTS 
3.4  Manuscript IV (published) ....................................................................... 68 
Acids with an equivalent taste lead to different erosion  
of human dental enamel 
Markus Beyer, Jörg Reichert, Jörg Bossert, Bernd W. Sigusch,  
David C. Watts, Klaus D. Jandt 
Dental Materials 2011; 27 (10): 1017‐1023  
4  FINAL DISCUSSION .................................................................................................. 76 
4.1  Measurement methods used to characterise human dental  
erosion ..................................................................................................... 76 
4.2  The protective effect of polymers added to citric acid solutions  
against the process of human dental erosion ......................................... 79 
4.3  Insights into the polymer‐enamel interaction during the process  
of erosion ................................................................................................ 85 
4.4  Human dental erosion caused by different acids with an identical 
sensorial taste ......................................................................................... 91 
4.5  Conclusions.............................................................................................. 93 
5  SUMMARY ............................................................................................................ 95 
6  ZUSAMMENFASSUNG  98 
REFERENCES ............................................................................................................... 101 
SELBSTSTÄNDIGKEITSERKLÄRUNG ................................................................................... 113 
CURRICULUM VITAE ..................................................................................................... 113 
LIST OF PUBLICATIONS, POSTERS AND ORAL PRESENTATIONS ............................................... 115 
DANKSAGUNG ............................................................................................................ 118 
 
 
4 
 ABBREVIATIONS 
ABBREVIATIONS 
AA  ascorbic acid 
AFM  atomic force microscopy 
CA  citric acid 
CAS  citric acid solution 
CLSM  confocal laser scanning microscopy 
EU  European Union 
GA  gum arabic 
HA  hydroxyapatite (also used for human enamel) 
HP  highly esterified pectin 
INS  International numbering system (E‐number = European classification) 
LA  lactic acid 
LP  low esterified pectin 
MA  malic acid 
Na‐CMC  Na‐carboxymethyl cellulose 
NI  nanoindentation 
PA  phosphoric acid 
PGA  propylene glycol alginate 
PMCAS  polymer modified citric acid solution 
SEM  scanning electron microscopy 
TA  tartaric acid 
wt  weight 
XPS  X‐ray photoelectron spectroscopy 
5 
 MOTIVATION 
MOTIVATION 
The lifestyle and the quality of life of industrialized western countries have reached a 
high standard. The most obvious standards are the personal lifestyle, as well as a 
health‐oriented perspective in terms of physical fitness and nutrition. Besides healthy 
mental  and  physical  condition  also  adequate  external  representation  plays  an 
important role in life. In addition to these personal goals in life there are more and 
more aesthetic aspects important today. This is reflected in a fresh outlook as well