Der Baustoff der Zahnhartsubstanz ist Hydroxylpatit, ein Kristall mit hexagonalem Aufbau. Jedes hexagonale Kristall besteht aus drei rhombusförmigen Elementarzellen. Bei der Initiation der Kristallisation spielen negativ geladene, teilweise modifizierte Aminosäuren, die mit Kalzium komplexiert sind eine wichtige Rolle. Hydroxylapatit kann durch Protonen demineralisiert werden. Auf der durch die Phosphate negativ geladenen Zahnoberfläche lagert sich ein positiv geladenes Speichelglykoprotein an und bildet das Schmelzoberhäutchen. Auf dem Schmelzoberhäutchen können sich über Kalziumkomplexe Bakterien ansiedeln, die ihrerseits durch Kalziumkomplexe mit Teichonsäure oder extrazelluläre Dextrane miteinander verbunden sind und die Plaque bilden. Für die Dextransynthese wird von den Bakterien Saccharose benötigt. In der Tiefe der Plaque herrschen anaerobe Bedingungen. Daher erzeugen die Mikroorganismen in der Tiefe durch Gärungsprozesse organische Säuren, die die Demineralisation des Schmelzes und damit die Zahnkaries einleiten. Kariesprophylaxe besteht in der regelmäßigen Entfernung der Plaque sowie der Applikation von Fluoriden. Fluoride erhöhen die Säureresistenz des Schmelzes, verbessern die Remineralisation und beeinträchtigen den Stoffwechsel kariogener Mikroorganismen.
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