Verbesserung des Knochens vor Implantation

Präimplantologische Augmentation

unter Verwendung von Knochenersatzmaterial:

Einleitung

Das Anforderungsprofil für Implantationen hat sich verändert. Waren zu Beginn der implantologischen Entwicklung chirurgische Vorgaben, wie lokales Knochenangebot oder Knochendichte, bestimmend, so setzten sich in der Entwicklung des neuen Fachgebiets innerhalb der Zahnheilkunde prothetische und ästhetische Wünsche immer stärker durch. Implantate sollen nicht mehr nur dort gesetzt werden, wo ausreichend Knochen als Implantatbett vorliegt, sondern wo der Prothetiker aus Gründen der Stabilität bzw. Ästhetik diese benötigt. Hier hat die Oralchirurgie überzeugende Antworten gefunden. Durch Augmentationstechniken wird dort Implantatbett gewonnen, wo es benötigt wurde, und Techniken der Knochenpreservation nach Extraktion trugen ebenso zu einer rasanten Verbreiterung des Indikationsspektrums bei wie Methoden der Sofortimplantation, die präventiv der Knochenatrophie entgegenwirkten.

Auch bei den Verfahren zur Verbesserung des Implantatlagers haben sich deutliche Veränderungen ergeben. Wurde zu Beginn die Blockaugmentation mit autologem Knochen – meist aus dem Beckenkamm – präferiert, hat sich mittlerweile eine Entnahme von Knochenspan aus dem Tätigkeitsgebiet der Oralchirurgie (z.B. intraforaminal oder retromolar) weitgehend durchgesetzt. Daneben wurden zahlreiche Knochenersatzmaterialien entwickelt und zur Praxisreife gebracht, die dem chirurgisch tätigen Zahnarzt eine breite Palette an Möglichkeiten bietet, überall da, wo Knochen zur Platzierung und Stabilisierung benötigt wird, solchen zu schaffen. Damit kann die Indikation für eine Implantation als vollwertigerem und anspruchsvollerem Zahnersatz immer weiter ausgedehnt werden.

Alveoläre Knochendefekte

Nach einer normalen Extraktion ohne Komplikationen reagiert der Alveolarknochen mit einer deutlichen Atrophie, sofern keine Gegenmaßnahmen ergriffen werden.  Über einen Zeitraum von etwa 40 Tagen wandelt sich die Extraktionswunde, beginnend mit einem Blutkoagel, in massiven Knochen um, wobei die Knochenqualität bis zu einem Jahr röntgenologisch von geringerer Dichte sein kann. Für etwa drei Tage ist die Extraktionswunde durch das Blutkoagel gefüllt, dann beginnt der Ersatz durch eine temporäre Matrix, die an Tag sieben beginnt, sich in Knochen umzuwandeln. 80 Prozent des neugebildeten Areals sind nach 30 Tagen bereits mit teilweise mineralisiertem Knochen ausgefüllt. Nach sechs Monaten findet man zu 85 Prozent Knochen vor, wobei der Mineralisierungsgrad  etwa 15 Prozent beträgt.  Die Extraktionsstelle ist nach 40 Tagen klinisch vollständig unauffällig mit Mundhöhlenweichgewebe bedeckt (Fröhlich 2009)(1)

Normal ist eine Reduktion des Knochens von im Durchschnitt 4,4 mm horizontal und 1,2 mm vertikal –  mehr bukkal als lingual – nach Ablauf von sechs Monaten (Striezel)(2), ähnliche  Ergebnisse finden Araújo et al (3). Soll – aus verständlichen Gründen, nämlich um eine Implantation als Zahnersatz zu idealen Bedingungen ermöglichen – dieser Verlust an knöchernen Implantatlager verhindert werden, bietet sich eine Methode der „Socket Prevention“  bzw. der „Alveolar Ridge Defect Reconstruction“ an (Auraujo) (3).

Ideal ist es, wenn unmittelbar nach Extraktion bereits die Dimension des Alveolarknochens erhalten wird. In der Literatur findet sich aktuell ein Konsens, dass die früher publizierte Annahme, durch frühzeitige Insertion von Implantaten könne man den Abbau an Alveolarknochen verhindern, nicht haltbar ist. Neuere Studien belegen jedoch, dass Methoden der Socket Preservation durch direkte Implantation von Knochenersatzmaterial einen guten signifikant messbaren Erfolg zeigen können (Araujo et al)(3), die Resorption von Knochengewebe aber nicht verhindert werden kann (Ten Heggeler)(4).

Tatsächlich ist jedoch die reale Situation dergestalt, dass in vielen Fällen keine präventiven Maßnahmen nach Zahnextraktion getroffen wurden, d.h. eine große Anzahl von Patienten, die nach einer Implantation fragen, zeigen eine deutliche Reduktion des Alveolarfortsatzes und damit des verfügbaren Implantatbetts. Nicht wenige Patienten sprechen auch erst nach Jahren bzw. Jahrzehnten post extractionem beim implantierenden Zahnarzt vor.

Um die Voraussetzungen für eine Implantation zu verbessern bzw. eine solche überhaupt erst möglich zu machen ist es oft unvermeidlich, eine präimplantologische Augmentation des zukünftigen Implantatbetts vorzunehmen.

Maxillare Situation

Atrophie und Pneumonisation der posterioren Maxilla-Abschnitte sind als normal aufzufassende Ergebnisse der Zahnextraktion und schleimhautgetragener Prothesen. Dies führt unmittelbar zu einem unzureichenden Knochenangebot sowohl in Dimension als auch Qualität des lokalen Kieferkamms für Zwecke einer Implantation. Als Mittel der Wahl gilt heute die beidseitige Sinusbodenelevation – der Sinuslift. Diese therapeutische Möglichkeit wurde von Boyne    &   James    (1980) erstmals vorgeschlagen und publiziert. Dabei wurde ein lateraler Zugang zur Kieferhöhle dargestellt und von dort eine Augmentation zur Schaffung ausreichender Masse für die Aufnahme von Implantaten vorgenommen. Seitdem sind zahlreiche Studien dazu veröffentlicht worden (z.B. Smiler et al. 1992; Zinner & Small 1996; Block et  al.  1998; Wallace  &  Froum  2003;  Del Fabbro  et  al.  2004;  Aghaloo  &  Moy  2007;  Pjetursson et al. 2008), alle mit dem Ergebnis, dass es sich dabei um  eine zuverlässige Methode mit sicher vorhersagbarem Ergebnis handelt. In den Anfangsjahren wurde zu diesem Zweck autogener Knochen eingesetzt ((Boyne & James 1980;   Smiler   et al.  1992;   Block   et al.  1998). Damit sind jedoch massive Nachteile verbunden, wie z.B. die Notwendigkeit einer zweiten OP an der Entnahmestelle, Schäden an der Entnahmestelle sowie lange OP-Zeiten (Davis  et  al.  1984;  Chiapasco  et al. 2009). In der Literatur findet man durchschnittlich 17 Prozent der Fälle von infektionsbedingten Komplikationen bei Grafts mit autologem Knochen (Kahnberg    &   Vannas-Lofqvist  2008). Überdies wurden rapide massive Resorptionen beobachtet  (Davis  et  al.  1984), die am Tiermodell (Beagle) verifiziert werden konnten  (Schlegel   et al.  2003). Auch beim Menschen werden Resorptionen von 50 Prozent und mehr angegeben (Browaeys    et al.  2007;   Sbordone    et al.  2009).

Andere Untersuchungen haben zeigen können, dass augmentierter Knochen die gleichen Ergebnisse für Implantationen bringt wie natürlich gewachsener Knochen ohne Augmentation  (Wallace & Froum 2003;  Del  Fabbro  et  al.  2004;  Aghaloo  &  Moy 2007;   Chiapasco    et al. 2009). Der Einsatz von autologem Knochen für den Sinuslift bringt also keine nachweisbaren Vorteile.

Augmentation bzw. Socket preservation

Ein Knochenersatzmaterial, das zu diesem Zweck eingesetzt wird, sollte folgende Voraussetzungen  erfüllen. Das Material sollte

–          als Platzhalter fungieren können und die Extraktionsalveole vollständig ausfüllen, so,  als ob die Zahnwurzel noch präsent wäre

–          Exzellente osteokonduktive Eigenschaften aufweisen um die Knochenneubildung möglichst zu unterstützen

–          zunächst volumenstabil sein, um das aufgebaute Knochenvolumen zu erhalten und dann resorbierbar, um in Eigenknochen umgewandelt zu werden.

–          leicht verfügbar und gesundheitlich unbedenklich sein

Regenerativ gewonnener Knochen sollte die Dichte haben, die es erlaubt, eine stabile Implantatinsertion zu planen und durchzuführen.

Dem Praktiker sollte es möglich sein, bei Beachtung obiger Kriterien, patientenbezogen und in Abhängigkeit von der Extraktionssituation, das bestmögliche Präparat für diesen Zweck auszuwählen. Dabei muss auch bedacht werden, dass dem Erhalt knöcherner Strukturen stets Vorrang einzuräumen ist, auch dann, wenn noch keine Planung für Implantate ins Auge gefasst wurde – auch im Fall einer Versorgung mit herausnehmbarem Ersatz ist ein gutes knöchernes Lager Conditio sine qua non.

Steht der Zahnarzt jedoch vor der Situation, dass die Resorption post extractionem schon stattgefunden hat, so ist er gefordert, schon aus prothetischen Gründen stets auch die Augmentation in die Planung einbeziehen. Dann kann nämlich die Implantation in der prothetisch richtigen Lokalisation geplant und vorgenommen werden und nicht etwa dort, wo es das reduzierte Knochenangebot erlaubt.

 

Augmentationsmaterialien

 

Es gibt am Markt zahlreiche Knochenersatzmaterialien unterschiedlichen Ursprungs für die Augmentation. Autologes Material gilt dabei als sogenannter Goldstandard. Die Menge an verfügbaren autologem Material ist jedoch begrenzt, so dass neue, dem autologen Material ähnliche Produkte zugelassen wurden.

Die Systematik der Knochenersatzmaterialien: es gibt synthetische (dazu gehört z.B. Cerasorb) und Materialien biologischen Ursprungs (z.B. Puros). Bezüglich aus humanem Knochen gewonnener Materialien haben Presseberichte über teilweise illegale Entnahme aus Leichen Verunsicherung ausgelöst.

Im Klinikum Konstanz wird vermutlich auch deshalb ausschließlich synthetisches Material eingesetzt. 30 Prozent Knochenersatzmaterial im Gebiet einer vorgesehenen Implantation bewirkt allerdings eine unzureichende Osseointegration (Palm, 2011). Allerdings ist festzuhalten:  es kommt darauf an, welche Indikation gegeben ist – nicht jedes Material ist für Alles geeignet.

Die Einheilung ist abhängig von der Defektgröße, und so kann man eine Einteilung in Defektklassen vornehmen: bis 1,5 cm Durchmesser benötigen 3 Monate, 1,5 bis 2,5 cm 6 Monate sowie größere Defekte 9 Monate. Die Durchblutung ist ein limitierender Faktor, man muss für optimale Blutversorgung sorgen. Die Porigkeit von Cerasorb sei anderen chemisch gleichen Materialien überlegen. Bei zu kleinen Partikeln wird eine Resorption durch Makrophagen ausgelöst – es kommt also darauf an, die richtige Struktur zu generieren. Aber, auch die OP-Technik ist wesentlich. Und, Knochenersatzmaterial hat eben auch Grenzen, manchmal ist autologer Knochen (noch) unverzichtbar.

 

Mineralisierter Humanknochen

 

Unter dem Namen  Puros Allograft (Zimmer Dental) wird ein Präparat in Block- bzw. partikulärer Form vertrieben, bei dem mit dem mehrstufigen Tutoplast-Prozess die natürliche Kollagen-Knochenmineral-Zusammensetzung des Spendergewebes erhalten wird (Schöpf 2006)(5). Der für die Sterilisation und Herstellung von Puros Allograft eingesetzte Tutoplast-Prozess wird seit über 35 Jahren angewendet, mit Implantation bei mehr als 3 Millionen Eingriffen. Die zur Verfügung stehende hervorragende Matrix für die Regeneration und Assimilation des Empfängergewebes fördert in besonderem Maße die vollständige Einheilung, die sich durch eine vollständige Umwandlung des Präparats in ortsständigen Knochen  innerhalb weniger Monate manifestiert. Zahlreiche histologische Untersuchungen im Sinuslift oder auch der Extraktionsalveole haben nachgewiesen, dass das Material binnen 4 – 7 Monaten zum überwiegenden Teil in vitalen, körpereigenen Knochen umgebaut wurde. Die Autoren geben 5 und 8 % Restgehalt von Augmentationsmaterial nach Entnahme und histomorphometrischer Auswertung des Bohrkerns an (Wang, Gapski, Froum, Noumbissi) (6)(7)(8).

Synthetische Materialien

Mit der Einführung alloplastischer Augmentationsmaterialien ist die Vorhersagbarkeit der Ergebnisse in erheblichem Maße verbessert worden. Es wäre jedoch fatal, wenn nun in Vergessenheit geriete was wichtigste und den Patienten am wenigsten belastende Voraussetzung einer erfolgreichen Implantation im Oberkiefer ist: der Erhalt des Kieferkamms bzw. des Kieferknochens in optimaler Weise. Die „Alveolar Ridge Prevention“ hat an Aktualität gewonnen in Anbetracht der zunehmend von Patienten geäußerten Wünsche nach Versorgung mit festsitzendem Zahnersatz auch im zahnlosen Kiefer.

Schon relativ früh hat man deshalb Techniken entwickelt, um auch im Oberkiefer adäquaten Zahnersatz herstellen zu können. Die heute wohl wichtigste dieser Techniken ist der Sinuslift, eine bewährte und sehr gut prognostizierbare Methode (Wallace et al, 2003, Del Fabbro et al, 2004, Froum et al, 2006, Smiler et al. 1992; Zinner & Small 1996; Block et  al.  1998). Ursprünglich beinhaltete das Therapieprotokoll des Sinuslift zur internen Augmentation  die  Verwendung autologen Knochens, der in der Oralregion gewonnen und in Form von Knochenspänen eingesetzt wurde (Froum et al, 2006). Dies ist jedoch mit massiven Nachteilen verbunden:  man benötigt eine zweite OP (an der Entnahmestelle), und das verlängert die Operationszeiten sowie die Heilungszeiten und sogar das Morbiditätsrisiko (Froum 2006). Deshalb wurden Augmentationsmaterialien entwickelt, die den Organismus nicht zusätzlich belasten. Hier sind insbesondere zu nennen Materialien, gewonnen aus homologem oder bovinem Knochen, und vollständig synthetische Materialien, wie z.B. Cerasorb. Untersuchungen haben zeigen können, dass augmentierter Knochen die gleichen Ergebnisse für Implantationen bringt wie natürlich gewachsener Knochen ohne Augmentation  (Wallace & Froum 2003;  Del  Fabbro  et  al.  2004;  Aghaloo  &  Moy 2007;  Chiapasco    et al. 2009). Der Einsatz von autologem Knochen für den Sinuslift bringt also keine nachweisbaren Vorteile. Damit gilt: wenn ich durch den Einsatz eines zuverlässigen synthetischen Augmentationsmaterials keine Nachteile  für den Patienten, jedoch massive Vorteile (kürzere OP, geringere postoperative Beschwerden) bei gleichem klinischen Output erhalte, ist im Sinne eines minimal invasiven Therapieansatzes der Einsatz dieses Materials zwingend.

Der Standardfall in der zahnärztlichen Implantologie ist, so der Referent, der atrophe Oberkiefer. Standardtherapie ist dabei der beidseitige Sinuslift mit Knochenersatzmaterial. „Dies ist eine der großen Domänen von Cerasorb M“. Biologisch gewonnenes Material sei dabei ungeeignet, so Palm. Auch wenn beim Reentry noch Knochenersatzmaterial gefunden werden kann – der Anteil ist unter 30 Prozent und deshalb unproblematisch.  Drei Jahre post OP löst sich das Cerasorb M weiter auf, die  vollständige Osseointegration gelingt.

Weiterentwicklungen sind möglich, z.B. CeraCell, ein Phosphat mit anderer Porenstruktur. Cerasorb in der derzeitigen Form hat eine Porosität von 65 Prozent, 80 Prozent sind geplant. Dabei müsste jedoch ein Wechsel des Grundmaterials vorgenommen werden, da Trikalziumphosphat dann keine genügende Festigkeit mehr leistet. Auch ein Material, spritzbar aus der Tube (Cerasorb Plast) wird getestet.

Die Anreicherung der Ersatzmaterialien mit bioaktiven Substanzen, z.B. Wachstumsfaktoren, wird untersucht, wobei Mediatorencocktails, z.B. PAP, erfolgversprechender sind. Aktuelle Variante ist Curasan TMK, eine Alternative zu PRP und BMP. 

Diskussion

Will man Material zur Augmentation des vorhandenen Knochens einführen, so kommt es insbesondere auch darauf an, wie weit die Maßnahme zielführend ist. Eine teilweise bzw. unvollständige Umwandlung des eingebrachten Materials ist stets suboptimal, ein vollständiger Einbau sowie die Wandlung in körpereigenes Gewebe muss a priori angestrebt werden, wobei es je nach Indikation unter Umständen bedingt hingenommen werden kann, wenn dies nicht im gewünschten Maße stattfindet. So wird im Fall unzureichender Primärstabilität eines inserierten Implantats das eingebrachte Augmentationsmaterial die erforderliche Primärstabilität verbessern helfen, und während des Prozesses der Einheilung baut sich dann am Knochen die Sekundärstabilität auf, die je nach Indikation ausreichend sein kann. Störend ist jedoch aus rein biologischen Gründen, wenn Fremdmaterial verbleibt, auch wenn es keine mechanischen Probleme geben mag.

Bei der präimplantologischen Verbesserung des Knochens jedoch ist eine ungenügend oder gar nicht erfolgte Umwandlung in körpereigenes Gewebe nicht hinnehmbar. Hier ist stets ein ausreichend dimensioniertes Knochenbett aus gesundem Hartgewebe erforderlich ( Block 2004, Burger 2010)

Derzeit bieten nur wenige am Markt verfügbare  Aufbaumaterialien die Gewähr dafür, dass alles Augmentationsmaterial tatsächlich in körpereigenes Gewebe umgewandelt wird. Dabei hat das autologe Transplantat durchaus auch Nachteile: an der Entnahmestelle werden Läsionen gesetzt, häufig steht nicht ausreichend Entnahmematerial in der Oralregion zur Verfügung, und die Entnahme von anderen Körperregionen setzt einen enorm großen Aufwand mit damit verbundenen Kosten sowie eine massive Beeinträchtigung der Patienten voraus. Auch findet sich zahlreiche Literatur, die eine teilweise massive Resorption autologen Augmentats am Kieferkamm beschreibt. Ergebnisse von anderen Autoren zeigen, dass z.B. Puros Allograft Spongiosa Partikel aber auch Puros Allograft Blöcke weniger bis gar keine Resorption während der Einheilphase zeigen (Fotek, Keith).

Das homologe Augmentat wird in der Othopädie seit Jahren erfolgreich eingesetzt, das hier vorgestellte vollsynthetische Cerasorb wurde aktuell mehr als eine Million mal verkuaft, auch dies ein Indiz für die praktische Brauchbarkeit.