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Augmentationen

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Neben der Sicherstellung allgemein-medizinscher Voraussetzungen bei der Planung dentaler Rehabilitationen mit Hilfe von Implantaten, kommt natürlich der jeweiligen regionalen Knochensituation große Bedeutung zu. Ohne ein geeignetes lokales Knochenlager können Implantate nicht suffizient im Sinne des „Backward planning„ inseriert werden. Ist das vorgegebene Knochenlager unzureichend, so steht dessen Optimierung als erste Aufgabe an.
Möglichkeiten der Optimierung des Knochenlagers sind durch Nutzung körpereigener Materialien, durch den Einsatz von Knochenersatzmaterialien (KEM) durch Membranen alle oder in Verbindung mit den zuvor genannten Optionen sowie durch Distraktion gegeben.

Ursache für ein primär nicht implantationsfähiges Knochenlager können sein:

  • genetischer Defekt,
  • Trauma,
  • Zustand nach Tumorresektion,
  • und die grundsätzlich ablaufenden Resorptionsvorgänge der Kiefer nach Zahnverlust.

Nach Zahnverlust überwiegt im Oberkiefer der Breitenabbau des Alveolarkammes (sagittaler Resorptionstyp), im Unterkiefer der Höhenabbau des Alveolarkammes (vertikaler Resorptionstyp). Resorptionsvorgänge sind nach dem ersten Jahr geringerer ausgeprägt, Druckkräfte eines herausnehmbaren Zahnersatzes beschleunigen diese. Im Oberkiefer kann der Kieferkamm bis auf eine wenige Millimeter dicke Knochenlamelle schwinden. Zur Reparation knöcherner Defekte wirdi autogener Knochen nach wie vor als das ideale Transplantatmaterial angesehen.

Richtlinien für ein Knochentransplantation

  1. Die Empfängerregion muß über eine ausreichende Blutversorgung verfügen. Dies ist überaus wichtig, damit der Erhalt aller lebenden Zellen der Transplantationsoberfläche sichergestellt ist.
  2. Zwischen Transplantat und Wirtsknochen muß eine direkte Knochenkontaktfläche bestehen. Dies erleichtert den Knochenabbau und Knochenaufbau durch den „schleichenden Ersatz".
  3. Die Empfängerregion muß über eine ausreichende Blutversorgung verfügen. Dies ist wichtig, damit der Erhalt aller lebenden Zellen auf der Transplantatoberfläche sichergestellt ist.

Zwischen Transplantat und Wirtsknochen muß eine direkte Knochenkontaktfläche gewährleistet sein. Dies erleichtert den „schleichenden Ersatz".

Die Reparation des autologen Transplantates

Die Wirkungsweise der Knochenreparation beruht hierbei auf drei Grundmechanismen:
Osteogenese: die Fähigkeit der im Transplantat überlebenden Osteoblasten Knochen zu bilden.
Osteokonduktion: Das eingebrachte Transplantat dient als Leitstruktur zum Einsprossen von Gefäßen aus dem angrenzenden Knochenlager. Der neugebildete Knochen lagert sich dem transplantierten Gewebe auf.
Osteoinduktion: Einfluß von Knochenproteinen ( Wachstum induzierende Faktoren = z. Bsp. bone morphogenetic protein, BMP) auf pluripotente Mesenchymzellen, die mit den einsprossenden Gefäßen in das Knochentransplantat gelangen. Unter der Einwirkung dieser wachstumsinduzierenden Proteine differenzieren sich die pluripotenten Mesenchymzellem zu knorpel-, bzw. knochenbildenden Zellen. Die biologische Transplantateinheilung hängt ab vom Lagergewebe und der mechanischen Ruhe ab.

Die Einheilung des Transplantates verläuft immer in mehreren Phasen, wobei in den ersten zwei Wochen zunächst resorptive Vorgänge einsetzen und erst konsekutiv mit der kapilläre Einsproßung aus dem umgebenden Lagergewebe der Beginn der Reparation erfolgt. Transplantatosteoblasten, die per diffusem mit Blut versorgt werden, überleben in dieser ersten Phase und beginnen mit der Osteoneogenese.

Mit der dritten Woche beginnt die zweite Phase. Osteoklastische Knochenzellen dringen mit den vom Lagergewebe einsprossenden Gefäßen in das Transplantat ein und resorbieren den Transplantatknochen. Nachfolgend bauen Osteoblasten neuen Knochen (Geflechtknochen) auf. In der Folgezeit wird der gesamte frei transplantierte Knochen resorbiert und sukzessive ersetzt.

Im Folgenden kommt es in der dritten Phase ab der 4. Woche unter funktioneller Belastung zum Umbau des Geflechtknochens in lamellären Knochen. Die angesprochenen Einbauvorgänge führen zu einem Volumenverlust, sodaß stets eine gewisse Überkonturierung des Knochentransplantates notwendig ist.

Wir wissen, daß nicht funktionell belasteter Knochen über eine relativ kurze Zeitspanne resorbiert wird. Ebenso ist bekannt, daß die letzte Phase der Knochenheilung, also die sich im Trabekelmuster verdeutlichende funktionelle Integration des Transplantates über eine Lasteinleitung durch Implantate begünstigt wird. Diese Abläufe kommen nicht bzw. nur unzureichend zur Entfaltung, wenn die Qualität des Transplantatlagers eingeschränkt ist hinschtlich der Vaskularisation des angrenzenden Lagerknochens und der umgebenden Weichteile.
Das kann z.B. durch eine vorangegangene Radiatio, massive Entzündungen oder multiple Voroperationen, die zur ausgedehnten Narbenbildung führten der Fall sein. Die Entscheidung ob eine enorale Knochenentnahme ausreichend ist oder eine extraorale Spenderregion gesucht werden muss, sollte schon im Rahmen der Implantatplanung erfolgen.
Ebenso sollte die Frage des Zeitpunktes der Implantatinsertion beim osteoplastischen Ersatz im Einzelfall getroffen werden. Die synchrone Implantatinsertion ist möglich, wenn die ausreichende Stabilität des Implantates im ortsständigen Restknochen gegeben ist.
Fehlt diese Voraussetzung, so ist zweizeitig vorzugehen. Die Implantation erfolgt in diesen Fällen erst nach einer Einbauphase des Knochentransplantats von vier bis sechs Monaten. Vorteil der gleichzeitigen Implantatinsertion während der Einpflanzung des Knochentransplantates ist, daß schon nach der erforderlichen vier- bis sechsmonatigen Einheilung des Knochentransplantates und der Implantate eine funktionelle Belastung des aufgebauten Knochens über die kaufunktionell belasteten Implantate erfolgen kann, was somit frühzeitig zur adäquaten funktionellen Belastung des augmentierten Kiefer führt. Die Resorptionsrate bei knöchern integrierten Implantaten ab dem zweiten Jahr nach autologem Knochentransfer wird mit 0,2 mm pro Jahr angegeben.

Wahl des Augmentates

Klinisch sollte schon in der präopertativen Planungsphase überlegt werden welches Knochenersatzmaterial für den individuellen Fall geeignet ist. Hierbei ist der autologe Knochen definitionsgemäss ebenso als Knochenersatzmaterial zu sehen wie alle anderen Materialien. Nachdem im vorhergehenden Absatz die prinzipiellen Mechanismen der knöchernen Wundheilung beim Einsatz eines autologen Transplantates erklärt wurden, sollen nachstehend die spezifischen Eigenschaften und Indikation der gängisten Knochenersatzmaterialien kurz dargestellt werden.
Knochenersatzmaterialien (=KEM) müssen sich durch Biokompabilität auszeichnen. Die Langzeitverträglichkeit beeinflussen auch Degradationsprodukte, die beim Abbau entstehen. Knochenersatzmaterialien besitzen osteokonduktive und selten -induktive Eigenschaften.

Alle zur Zeit auf dem Markt befindlichen KEM zeichnen sich durch zwei spezifische Eigenschaften aus:

  1. Bezüglich ihres biologischen Verhaltens, welches als Osteokonduktiv zu bewerten ist.
  2. Bezüglich ihrer Darreichungsform, welche stets partikulär ist.
Daraus ergeben sich für ihren Einsatz klinische Limitationen auf sogenannte ersatzstarke Lager und zum anderen auf sogenannte raumschaffende Defekte.

Bei der werkstoffkundlichen Einteilung der KEM müssen von den langfristig formstabilen Knochenersatzmaterialien, wie z. Bsp. Hydroxylapatiten, die resorbierbaren KEM-ien, die durch neugebilde­ten Knochen substituiert werden, also nur tempo­räre als Defektfüller dienen unterschieden werden. Dazu zählen phasenreine, ungesinterte Hydroxylapatite, sowie die alpha- und beta-Trikalziumphosphate, die infolge ihrer Löslichkeit große Mengen von Kalziumionen und / oder Implantatpartikel feingranulärer Größe freisetzten können und somit hohe Phagozytoseanforderungen stellen.
Beim allogenen Transplantat sind Spender und Empfänger nicht genetisch identisch, gehören aber der gleichen Spezies an ( Mensch-Mensch,). Ein Infektions­risiko durch Erregertransfer vom Donor auf den Rezipienten besteht. Zusätzlich wird das Infektionsrisiko am Ort der Einpflanzung auf bis zu 20% beziffer wesshalb wir keine allogene Transplantate verwenden.

Xenogene Knochentransplantate stammen von einer anderen Species (z.B. Rind, Schwein) und sind genetisch different. Eingesetzt werden sie heute nur nach geeigneter Vorbehandlung, z.B. Pyrolisierung, um immunologische Risiken auszuschalten. Für die Brauchbarkeit dieser Materialien spielen die natürlich vorgegebenen großen interkonnek­tierenden Hohlräume eine wichtige Rolle, in die vom Lagerknochen Osteozyten auf der Spur einsprossender Gefäße eindringen und das gesamte Material durchwachsen können. Die Hohlräume füllen sich so mit Eigen­knochen, wobei der Eigenknochen sich wie eine Tapete dem Gerüst des xenogenen Knochenmateriales anlagert.

Enorale Spenderregionen für autogene avaskuläre Knochentransplantate

Als orale Entnahmestellen im Unterkiefer sind geeignet:
  • Symphysenregion,
  • Kieferwinkel,
  • Unterkieferrand,
  • Retromolarregion.
Bei geringem Knochenbedarf können die bei der Implantatbettaufbereitung anfallenden Bohrspäne von den Bohrern abgenommen oder mit Saugersieben gewonnen werden. Auch eine Präparation des Implantatbettes zunächst mit Trepanbohrern ist möglich, um den Knochen des Implantatbettes zu gewinnen, bevor die definitive Präparation des Implantatlagers mit dem genormten Bohrersatz erfolgt.

Extraorale Spenderregionen für autogene avaskuläre Knochentransplantate

Häufige Spenderregionen avaskulärer Knochentransplantate sind:
  • anteriorer und posteriorer Beckenkamm
  • Schädelkalotte
  • Tibiakopf
Die Auswahl der Donorregion wird bestimmt von der Knochenqualität und der Morbiditätsrate der Spenderregion. Die kortikospongiöse Struktur und die damit verbundenen biologischen und mechanischen Eigenschaften des Transplantatknochens sollten der ortstypischen Knochenstruktur der Empfängerregion entsprechen.

Klinische Augmentationstechniken

Aufgrund einer relativ dünnen Kortikalisschicht und einer zusätzlich lockeren Spongiosa bietet der Oberkiefer primär ein ungünstigeres Implantatbett als der Unterkiefer. Für den atrophischen Oberkiefer wurden unterschiedliche Augmentationsverfahren zur Verbreiterung und zum internen und externen Kieferkammaufbau entwickelt. Zur Verbreiterung des Kieferkammes kann ein autogenes kortikospongiöses Knochentransplantat lateral angelagert werden. Die Stabilisierung des Knochentransplantates erfolgt über eine durch das Transplantat in den ortsständigen Restknochen des Alvelarfortsatzes geführte Osteosyntheseschraube. Eine Implantatinsertion erfolgt sekundär nach knöchernem Einbau des Knochentransplantates. Bei der vertikalen Kieferkammaugmentation kommt es zur Verkleinerung der vertikalen Distanz zwischen Ober- und Unterkiefer, was hinsichtlich der geplanten prothetischen Versorgung zu berücksichtigen ist. Dies kann entweder durch eine sogenannte vertikale Augmentation oder auch durch eine Interpositionsosteoplastik erfolgen. Die Stabilisierung der kortikospongiösen Knochentransplantate kann bei der horizontalen Augmentation über simultan eingepflanzte enossale Implantate, die primär stabil im ortsständigen Restknochen verankert werden oder über Schrauben- oder Miniplattenosteosynthese erfolgen. Beim zweizeitigen Verfahren wird erst nach Einbau des Knochentransplantates drei bis vier Monate nach der Knochenverpflanzung implantiert.

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