Lade Inhalt...

Knochen oder Knochenersatz zur Operation des Sinus Maxillaris zur Lagerbildung vor Implantation?

Eine Übersicht über die zur Verfügung stehenden Materialien

Wissenschaftlicher Aufsatz 2010 22 Seiten

Medizin - Zahnmedizin

Leseprobe

Inhalt

Einleitung und Fragestellung

Grundlagen

Die Entwicklung von Knochenersatzmaterialien

Die spezifischen Eigenschaften der gängigen Knochenersatzmaterialien

Synthetische Materialien

Synthetisches Hydroxylapatit (HA)

TriCalciumPhosphate (TCP)

Halbsynthetische Materialien

Algipore®

Bio-Oss®

Fazit:

Literatur

Einleitung und Fragestellung

Kaum eine Innovation auf dem dynamischen, rasant voranschreitenden Ge-biet der dentalen Implantologie hat die Versorgungskonzepte so drastisch verändert wie die Einführung der Operationsmethode der Sinusbodeneleva-tion ( Tatum 1976 [1] ).

Diese seinerzeit revolutionäre Methode, basierend auf dem lateralen Zu-gang zum Antrum durch das sogenannte Tatum-Fenster, versprach erst-mals, die junge zahnärztliche Implantologie auch Patienten mit Zahnverlus-ten im Oberkieferseitenzahnbereich zugänglich machen zu können.

Boyne und James [2] veröffentlichten 1980 erste zufriedenstellende Ergeb-nisse unter Verwendung von autologem Knochen als Augmentat.

Allerdings stellte sich von Beginn an die Frage ob der auch heute noch als Goldstandart bezeichnete Eigenknochen nicht mit vergleichbarem Ergebnis durch Fremdmaterialien zu ersetzen sei.

Die intensive Forschung betreffend biologische (xenogen und allogen) und synthetische Materialien gründet sich einerseits auf der hohen Morbidität der Entnahme und Transplantation einer suffizienten Menge an Eigenknochen (1-2 cm3 ) welche in aller Regel intraoral nicht gewonnen werden kann. Dementsprechend lehnen viele Patienten die Rehabilitation mit Implantaten aus Angst vor dem operativen Zugang zur Donorregion ab.

Andererseits hat sich die Implantologie heutzutage vom früheren, rein kie-ferchirurgischen Tätigkeitsfeld zu einer Aufgabe der allgemeinen Zahnärzte-schaft weiterentwickelt, deren operative Ausstattung oft zwar die Sinusbo-denelevation und Implantation erlaubt, nicht aber eine Spongiosaentnahme beispielsweise aus dem Beckenkamm.

Auch die später eingeführte Operationsmethode nach Summers (sog. inter-ner Sinuslift) mit ihrer eingeschränkten Indikation konnte die Grenzen der Oberkieferimplantologie nicht befriedigend ausweiten.

Daher entstand früh die Forderung nach einem geeigneten Knochener-satzmaterial.

Zahlreiche Untersuchungen beschäftigen sich seitdem mit den verschiede-nen Faktoren welche die Eignung von Knochenersatzmaterialen als Implan-tatlager beschreiben (Ossifikation und Resorptionsrate der Partikel, optimale Mikrogeometrie Vaskularisierung des Augmentates, Früh-und Spätüberle-bensrate der inserierten Implantate u.ä.)

Obschon die Literatur zunehmend nahelegt, dass heutzutage mit den gängi-gen Ersatzstoffen vergleichbare Ergebnisse zum autologen Knochen zu erreichen wären, bleibt doch die Diskussion unter den praktisch tätigen Zahnärzten und Kieferchirurgen höchst kontrovers.

Die Gegner der industriellen Alternativstoffe berichten über die bisweilen fehlende knöcherne Einscheidung der Fremdpartikel zugunsten eines hohen Bindegewebsanteils, sowie die fehlende Funktionalität des Augmentatblo-ckes. Makrostrukturell dauerhaft persistierende Partikel würden die Ausbil-dung einer natürlichen trabekulären Spongiosastruktur verhindern, die für die langfristig implantatunschädliche Ableitung des Kaudruckes unerlässlich sei.

Es stellt sich daher dem Praktiker nach wie vor die Frage, ob die knöcherne Qualität und Vitalität des mittels Fremdmaterialien geschaffenen Volumens tatsächlich verlässlich und vor allem reproduzierbar optimale Bedingungen für Kurz-und Langzeiterfolg schafft, bzw. ob und wie diese Bedingungen den Ergebnissen einer autologen Transplantation weiter anzunähern wären.

Grundlagen

Die Erweiterung der klassischen Knochenchirurgie um Transplantattechni-ken reicht zurück bis in das 17. Jahrhundert. So soll der Chirurg Job van Meekeren 1668 eine erfolgreiche Plastik am Schädeldach eines Patienten mit xenogenem Material aus einer Hundekalotte vorgenommen haben [3]. 1821 operierte V. Walter wiederum einen Schädeldefekt mit autologem, durch Trepanation gewonnenem Material [4].

Ollier , der Begründer der klassischen Osteoblastenlehre untersuchte seit 1859 erstmals systematisch tierexperimentell Methoden der Knochentrans-plantation. Er postulierte erstmals Zellen mit osteogener Potenz im Periost der Transplantate.

Die auch heute noch gebräuchliche Einteilung in autogene, allogene und xenogene Materialien geht auf seine Arbeiten zurück [5].

Die Verwendung autologer Transplantate in der Mund-Kiefer und Gesichts-chirurgie mittels Bone Chips dokumentierte erstmals Hegedus 1923 [6].

Die Einführung moderner Tiefkühltechniken um 1950 ( Inclan [7], Bush und Garber [8] initiierte die auch heute noch vor allem in den USA weitverbreitete allogene Transplantation von Leichenknochen (über 300.000 allogene Kno-chentransplantationen pro Jahr [9],[10]).

Eine weitere Dimension im Verständnis um osteoregenative Prozesse fügte Urist in seinen Studien ab 1965 hinzu [11], [12], [13], [14]. Durch den Nachweis von bioaktiven Molekülen in devitalem, demineralisiertem Knochen -den Bone Morphogenetic Proteins (BMP) -wurde deutlich, dass Reparation im Knochen nicht nur auf zellulärer sondern auch auf molekularer Ebene inner-halb der mineralischen Matrix angelegt ist.

Die Fähigkeit der BMPs pluripotente Mesenchymzellen zur Proliferation und Differenzierung zu knochen-und knorpelbildenden Zellen zu stimulieren, rundete das Wissen um die Mechanismen der Knochenheilung ab und schuf das Konzept der Osseoinduktion.

Seither wird von vielen Autoren autogener Knochen aufgrund seiner heraus-ragenden biologischen Wirkung auch als der „goldene Standard“ für die Behandlung von skelettalen Substanzverlusten bezeichnet, denn die auto-gene Spongiosa stelle „von den körpereigenen Strukturen [...] den besten Induktor für eine Knochenneubildung dar“ [15] [16] [17]. „Da beim autogenem Knochentransplantat die Antigenstruktur identisch mit dem Gewebe am Ein-satzort ist und dabei vitales Material verwendet wird, darf die Qualität des autologen Knochens [...] als das beste Material für den Aufbau von ossären Defekten angesehen werden“ [18].

Die Entwicklung von Knochenersatzmaterialien

Den Forderungen autologen Knochen einzusetzen, stehen allerdings, neben den Gegebenheiten der nicht kieferchirurgisch spezialisierten Praxis, die spezifischen Einschränkungen dieses Materials gegenüber.

Autogener Knochen ist nur bedingt lagerfähig, steht nur in begrenztem Um-fang zur Verfügung und erfordert zusätzliche operative Maßnahmen.

Die Patienten berichten regelmäßig über erhebliche Schmerzen in der Do-norregion.

Komplikationen am 2. Operationssitus (Infektionen, Nervläsionen, Hämato-me, etc.) treten immerhin mit einer Wahrscheinlichkeit von 8-15% auf [19] [20] [21] [22].

Auch wirtschaftlich schlägt sich der Zweiteingriff in einer mehrtägigen Ar-beitsunfähigkeit nieder.

Diese Umstände, in Zusammenhang mit der notwendigen Allgemein-narkose, werden von den Patienten häufig abgelehnt.

Desweiteren unterliegt das transplantierte Volumen besonders bei der in der Implantologie oftmals notwendigen verzögerten funktionellen Belastung ei-ner unvorhersehbaren Resorption. Viele Autoren berichten über einen Vo-lumenverlust von bis zu 49% nach 6 Monaten [23] [24] [25].

Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde eine Vielzahl körperfremder Mate-rialien als Knochenersatz entwickelt. Die Beurteilung der verschiedensten allogenen, xenogenen und alloplastischen Materialien, die an Tier und Mensch experimentell überprüft wurden, erweist sich je nach Versuchsme-thodik und Einsatzgebiet jedoch nach wie vor als schwierig und oftmals kont-rovers.

An ein ideales Knochenersatzmaterial müssen zunächst folgende Anforde-rungen gestellt werden

-keine immunologische Abstossungsreaktionnen,
-keine toxischen oder mutagenen Nebenwirkungen,
-keine Kontamination mit Krankheitserregern
-vollständiger knöcherner Ein-und Umbau, vollständige Resorption,
-osteoinduktive Wirkung (Freisetzung von Knochenwachstumsfaktoren),
-osteokonduktive Wirkung (Leitschienenfunktion),
-biomechanische Eigenschaften (Festigkeit, E-Modul, Belastbarkeit etc.),
-einfache Verarbeitung,
-freie Verfügbarkeit in Größe und Menge,
-gute Lagerfähigkeit,
-niedrige Kosten

Bisher erfüllt keines der bislang bekannten oder in Erforschung befindlichen Knochenersatzmaterialien sämtliche der oben genannten Eigenschaften.

Hinzu kommt, dass die Qualität des Regenerates hochgradig von der Potenz des Lagergewebes abhängig ist, da dieses die den aktuellen Materialien noch fehlenden biologischen Stimuli des Fremdmaterials ausgleichen bzw. tolerieren muss.

Hier unterscheidet man nach Lexer ersatzstarke, ersatzschwache und er-satzunfähige Transplantat-bzw. Implantatlagerregionen [26].

Je niedriger die Potenz des Transplantatlagers ist, desto höher sind daher die Anforderungen an die biologische Wertigkeit des Ersatzmaterials [27].

Ungünstige Defektformen, -größen, -lokalisationen, schlechte Perfusion des Lagers (z.B. Unterkieferkompakta) sowie mechanische Instabilität können die knöcherne Durchbauung des Biomaterials nachhaltig behindern und führen ggf. zu einer unvollständigen Verknöcherung [28].

Die spezifischen Eigenschaften der gängigen Knochenersatzmaterialien

Synthetische Materialien

Seit nahezu 30 Jahren werden Kalziumphosphatkeramiken als Knochener-satzmaterialien in der Chirurgie und Orthopädie eingesetzt. Die For-schungsgruppen um Heide und Köster führten bereits in den 70er und 80er Jahren tierexperimentelle Untersuchungen an Kalziumphosphatkeramiken durch und setzten es später auch klinisch ein [29],[30]. Vor allem a-, ß-TCP, synthetische und halbsynthetische Hydroxylapatitkeramiken mit einem stö-chiometrischen Ca-/P-Verhältnis von 1,5 bzw. 1,67 erwiesen sich als opti-mal biokompatibel.

Synthetisches Hydroxylapatit (HA)

Synthetische hochreine Hydroxylapatitkeramiken, zeichnen sich vor allem durch ihre gute Biokompatibilität aus. Es bestehen keine Bedenken über Karzinogenität, Toxizität oder immunologische Abstoßungsreaktionen [96]. Bedingt durch den Sinterungsprozess aus Kalziumphosphatver-bindungen bei 1200° C entsteht vorwiegend polykristallines, phasenreines Kalziumhyd-roxylapatit mit einem kristallinen HA-Anteil von über 95%.

Durch einen Porenanteil von 30-80 % kommt es zu einer Oberflächenvergrößerung auf ca. 1-10 m2 /g.

[...]


1. Tatum OH: Lecture presented to the Alabama Implant Congress, 1976

2. Boyne PJ, James RJ: Grafting of the maxillary sinus floor with autogenous marrow and bone. J Oral Surg 38:613, 1980

3. Nussbaum V: Ueber die Behandlung unglücklicher Vorkommnisse nach einfachen und complicirten Beinbrüchen, insbesondere über Knochentransplan-tationen. Ärztliches Intelligenzblatt, ed. Graf, V., Kerschensteiner, Ranke, H., Rothmund, V., Schleisse, V.,und Seitz. 1875, München.

4. Walter PV: Wiedereinheilung der bei der Trepanation ausgebohrten Knochenscheibe. J Chir Augenheilk, 1821(2): S. 571.

5. Ollier L: Traité experimental et clinique de la regénération des os et de la production artificielle du tissu osseux. 1867

6. Hegedus Z: The rebuilding of the alveolar processes by bone transplantation. Dental Cosmos, 1923. 65: S. 736.

7. Inclan A: The use of preserved bone graft in orthopaedic surgery. J Bone Jt Surg, 1942. A 24: S. 81.

8. Bush LF, Garber CZ: The bone bank. JAMA, 1948: S. 588-594.

9. Tomford WW, Fortini B: Musculoskeletal Allografts in 1990-1992: A survey of US Tissue Banks AATB. in AATB-16th annual meeting. 1992. San Diego.

10. Garrel TV, Gotzen L: Allogene Knochentransplantation und Knochenbanking. Unfallchirurg, 1998. 101: S. 713-727.

11. Urist MR: Bone: Formation by autoinduction. Science, 1965(150): S. 893-911.

12. Urist MR, Mikulski A, Lietze A: Solubilized and insolubilized bone morphogenetic protein. Natl Acad Sci, 1979. 76(4): S. 1828-1832.

13. Urist MR, Silverman BF, Büring K, Dubuc,FL, Rosenberg,JM: The bone induction principle. Clin ortop, 1967. 53: S. 243-283.

14. Kübler NR: Osteoinduktion und -reparation. Mund Kiefer GesichtsChir, 1997. 1: S.2-25.

15. Schwenzer N, Ehrenfeld M: Plastische und wiederherstellende Mund-, Kiefer-, Gesichts-Chirurgie, in Zahn-, Mund-, Kieferheilkunde: Lehrbuch zur Aus-und Weiterbildung - Band 2: spezielle Chirurgie, N. Schwenzer, M. Ehrenfeld, Editor. 2001,Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York. S. 379 416.

16. Rueger JM: Knochenersatzmittel -heutiger Stand und Ausblick. Der Orthopäde, 1998. 27(2): S. 72-79.

17. Rueger JM: Knochenersatzmittel. Hefte Unfallheilkunde, 1992. 213: S. 17-19.

18. Foitzik C, Merten HA: Knochenersatz-und Knochenaufbaumaterialien in der Implantologie und bei der Behandlung von Knochendefekten, in Restitutio ad integrum - Vom Knochenersatz zum Knochenaufbau, Heinenberg, B. J., Editor. 2000, Spitta Verlag, Balingen. S. 16.

19. Ahlmann E, Patzakis M, Roidis N: Comparison of anterior and posterior iliac crest bone grafts in terms of harvest-site morbidity and functional outcomes. J Bone Joint Surg 84-A:716±720

20. Kalk WW, Raghoebar GM, Jansma J: Morbidity from iliaccrest bone harvesting. J Oral Maxillofac Surg 54:1424, 1996

21. Marx RE, Morales MJ: Morbidity from bone harvest in majorjaw reconstruction: A randomized trial comparing the lateral anterior and posterior approaches to the ilium. J Oral Maxillofac Surg 48:196, 1988

22. Wippermann BW, Schratt HE, Steeg S, et al: Komplikationen der Spongiosaentnahme am Beckenkamm. Eine retrospective Analyse von 1191 Fällen Wippermann BW, Schratt HE, Steeg S, Tscherne H. Chirurg. 1997 Dec;68(12):1286-91 19

23. Johansson B, Grepe A, Wannfors K, et al: A clinical study of changes in the volume of bone grafts in the atrophic maxilla.Dentomaxillofac Radiol 30:157, 2001

24. Haas R, Mailath G, Dörtbudak O, et al: Bovine hydroxyapatite for maxillary sinus grafting: Comparative histomorphometric findings in sheep. Clin Oral Implant Res 9:107, 1998

25. Schlegel KA, Fichtner G, Schultze-Mosgau S, et al: Histologic findings in sinus augmentation with autogenous bone chips versus a bovine bone substitute. Int J Oral Maxillofac Implants 18:53, 2003

26. Lexer E: Die freien Transplantationen. Neue dtsch Chir, 1924. 26b.

27. Hanslick L: Der klinische Wert des Knochentransplantates. Langenbecks Arch Klein Chir, 1971. 329: S. 996-1003.

28. Terheyden H: Verwendung von Knochenersatzmaterialien in der chirurgischen Zahnheilkunde. DZZ, 2000. 55(00).

29. Klapper GD, Svoboda ME, Van Wyk JJ: Sequence analysis of somatomedin-C: Confirmation of identity with insuline-like growth factor I. Endocrinology, 1983. 112:S. 2215-2217.

30. Köster K, Karbe E, Kramer H, Heide H, König R: Experimenteller Knochenersatz durch resorbierbare Kalziumphosphatkeramik. Lengenbecks Arch Chir, 1976. 341: S.77-86

Details

Seiten
22
Jahr
2010
ISBN (eBook)
9783640633661
ISBN (Buch)
9783640633906
Dateigröße
842 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v151601
Note
Schlagworte
Knochen Knochenersatz Operation Sinus Maxillaris Lagerbildung Implantation Eine Verfügung Materialien

Autor

Teilen

Zurück

Titel: Knochen oder Knochenersatz zur Operation des Sinus Maxillaris zur Lagerbildung vor Implantation?