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Implantologie 28.02.2011

Biomaterialien für den Sinuslift

Biomaterialien für den Sinuslift

Eine Literaturübersicht für den Praktiker

 
Nach Zahnextraktion in der posterioren Maxilla resultiert regelmäßig durch die Kombination einer fortschreitenden Pneumatisierung der Kieferhöhle und der normalen Atrophie nach Extraktion eine für eine Implantatversorgung inadäquate Knochenhöhe. Die Augmentation der Kieferhöhle mittels eines lateralen Fensters nach Tatum1 oder – bei ausreichender Restknochenhöhe – der Osteotomtechnik nach Summers2 stellt eine Standardtechnik dar, die sichere und vorhersagbare klinische Ergebnisse liefert.3


Über die Wahl des geeignetsten Biomaterials für die Durchführung der Sinusaugmentation hingegen herrscht weitgehende Uneinigkeit. Ziel dieses Übersichtsartikels ist es daher, dem Praktiker auf der Basis aktueller Literatur eine Entscheidungshilfe zu bieten.

Sinusaugmentation mit Einbringen von autologem Knochen
Autologer Knochen für den Einsatz bei Sinusaugmentationen wird von intra- oder extraoralen Spenderstellen gewonnen. Eine extraorale Entnahme von autologem Knochen, so etwa aus dem Hüftknochen, der Schädelkalotte oder der Tibia, kann mühelos auch große Mengen an Material erzielen, angesichts der ca. 5ml benötigtem Volumen in einem großen Sinus ein nicht zu unterschätzender Vorteil. Allerdings spielt diese Methode aufgrund der operativen Belastung des Patienten, der i.d.R. notwendigen Allgemeinanästhesie und der notwendigen Doppelapprobation für die implantologische Praxis kaum mehr eine Rolle.4 Intraoral wird autologer Knochen in den für eine Sinusaugmentation notwendigen Mengen an der Linea obliqua der Mandibula, am Kinn oder vom maxillären Tuber gewonnen. Hierbei sind der operative Aufwand und Komplikationen der intraoralen Entnahme entsprechend der Spenderstelle (allgemeine operative Risiken, lokale Nervschädigungen oder auch kosmetische und/oder funktionelle Probleme am Kinn) zu beachten.
Aufgrund seiner osteogenen Potenz durch die Transplantation von lebendigen Osteozyten wurde der autologe Knochen lange als Goldstandard für Knochenaugmentationen betrachtet.3 Die Einheilung eines autologen Transplantates gilt als vorhersagbarste augmentative Maßnahme.4 Schon in den Erstbeschreibungen von Sinusaugmentationen von Boyne und James5 sowie Tatum1 wurde autologer Knochen verwendet.  Die lebendigen Osteozyten verringern die Notwendigkeit einer endostalen Knochenbildung von den Sinuswänden her, zudem sind autologe Transplantate höchst osteokonduktiv4: Neben vitalen Zellen enthält autologer Knochen Bone Morphogenetic Proteins (BMPs), welche die Differenzierung osteogener Zellen in benachbarten Geweben induzieren können, sowie weitere Wachstumsfaktoren, die die Einheilung des Transplantates ermöglichen. Diese Funktionen werden durch eine Behandlung des Transplantates, wie z.B. das Zerkleinern in einer Knochenmühle, nicht negativ beeinflusst.6 Das Einbringen eines kortikalen Knochenblocks hingegen ist technisch deutlich anspruchsvoller als das von partikularisiertem Knochen, hat allerdings den theoretischen Vorteil einer geringeren Resorption sowie einer weiteren Stabilisierung von gleichzeitig eingebrachten Implantaten.7 Allerdings scheinen die Erfolgsraten von Implantaten in partikularisierten autologen Augmentaten höher zu sein als die in Blocktransplantaten.3 Ein Hauptproblem des Einsatzes von autologem Knochen stellt neben einer starken Belastung des Patienten und der nicht immer leicht zu erzielenden ausreichenden Menge an Material die nicht unbeträchtliche Schrumpfung – bis zu 40%4 – des Augmentats dar. Diese Schrumpfung ist eine Folge von stärkerer Resorption als Neubildung von Knochen während der Umwandlung des Transplantates in ortsständigen Knochen bei der Einheilung. Wird der eingeheilte Knochen nicht zeitnah nach Einheilung funktionell (durch Implantate) belastet, so tendiert auch er zu weiterer Resorption. 
 
Sinusaugmentationen mit Knochenersatzmaterialien
Aufgrund der bekannten Resorption von autologem Knochen, die regelmäßig zu einer Überaugmentation mit entsprechend höherem Materialbedarf und erhöhtem operativen Aufwand führte und zudem z.T. in der tatsächlich erzielbaren Knochenhöhe schlecht vorhersehbar war, wurde schon früh ein Einsatz von resorptionsvermindernden Knochenersatzmaterialien postuliert, so etwa von Tatum, der Trikalziumphosphate  (TCP, z.B. Cerasorb®, Fa. curasan, Kleinostheim) verwandte.1
Die nicht oder nur sehr langsam resorbierenden Ersatzmaterialien konnten die augmentierte Knochenhöhe bewahren, die sich bei Verwendung von autologem Knochen allein oder bei Beimischung desselben während der Einheilung bis zu 40% verminderte.4,8 Allerdings konnten klinische Studien zeigen, dass eine Beimischung von nur 20% autologem Knochen zu einem Knochenersatzmaterial die Neubildung vitalen Knochens signifikant verbesserte.9 Ob diese Tatsache einen klinischen Vorteil zur Folge hat, ist fraglich, da mehrere vergleichende Studien höhere Überlebensraten von Implantaten in mit 100% Ersatzmaterialien (hier: deproteinierter boviner Knochen [DBBM], z.B. Bio-Oss®, Fa. Geistlich, Wolhusen, CH) augmentierten Kieferhöhlen als bei Beimischungen oder alleiniger Verwendung von autologem Knochen zeigen konnten.10–13 Bei der Anwendung der Osteotomtechnik konnte eine multizentrische Studie zeigen, dass die Wahl des Biomaterials den Erfolg nicht signifikant beeinflusst.14
Neben den erwähnten alloplastischen oder xenogenen Biomaterialien existieren noch eine Vielzahl anderer Ersatzmaterialien, die für die Sinusbodenaugmentation eingesetzt oder mit anderen Materialien kombiniert wurden, so etwa allogener demineralisierter gefriergetrockneter Bankknochen (DFDBA),  rekombinante Wachstumsfaktoren wie BMPs oder Konzentrate von autogenen Blutprodukten wie PRP oder PRGF. Da diese Produkte entweder in Deutschland noch nicht oder nicht mehr zugelassen sind, oder aber nur höchst unzureichende Evidenz für ihre Wirksamkeit vorliegt, werden diese in dieser Übersicht, die der konkreten Entscheidungsfindung des Praktikers dienen soll, nicht behandelt.

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Sinusaugmentationen ohne Einbringen von Biomaterialien
Aufbauend auf der Vorstellung einer endostalen Knochenneubildung von den knöchernen Sinuswänden in einen mit einem Blutkoagulum gefüllten Hohlraum unter der Schneiderschen Membran15 gibt es Ansätze, ganz auf das Einbringen von Biomaterialien in den Sinus zu verzichten. Eine Grundvoraussetzung ist hierfür die gleichzeitige Einbringung von Implantaten, um die Schneidersche Membran in einer angehobenen Position zu halten. Studien an Affen16 zeigten eine vollständige Knochenneubildung um Implantate, die nur 2–3mm in den Sinus ragten, bei tieferem Eindringen (5mm) konnte nur eine Auffüllung von ca. 50% beobachtet werden. In einer aktuellen klinischen Studie17 konnte bei Implantaten, die ohne Augmentation, aber mit vorherigem Anheben der Membran inseriert wurden, eine Erfolgsrate von 90% über fünf Jahre beobachtet werden.
Bei der Betrachtung dieser Studien muss beachtet werden, dass diese Technik, die auf den Prinzipien der gesteuerten Gewebsregeneration18 basiert, eine entsprechende Restknochenhöhe unterhalb des Sinus voraussetzt, um sicher Implantate zur Stützung der Schneiderschen Membran einbringen zu können. Auch zeigte die Technik eine starke Abhängigkeit vom verwendeten Implantatsystem, insbesondere von der Form und Beschaffenheit der Implantatspitze, die die Membran trägt.
Eine denkbare Anwendung einer Sinusbodenelevation ohne Einbringen von zusätzlichem Biomaterial stellt die Osteotomtechnik dar. Eine Studie19 konnte zeigen, dass bei Verzicht auf die Einbringung von Biomaterial, die Summers in seiner Originalbeschreibung2 vorgeschlagen hatte, trotzdem eine Knochenneubildung von durchschnittlich 3,9mm beobachtet werden konnte. Neueste Daten von Pjetturson hingegen zeigen, dass beim Verzicht auf Biomaterialeinbringung bei der Osteotechnik regelmäßig kein Knochen apikal der Implantatspitze entstehe, sondern nur eine „moderate“ Menge an Knochen mesial und distal des Implantates.20
Daher scheint nach derzeitiger Literaturlage der Verzicht auf das Einbringen von Biomaterialien sowohl bei lateralem Zugang als auch bei Anwendung der Osteotomtechnik keine empfehlenswerte Standardtechnik darzustellen, auch wenn diese natürlich angesichts eines geringeren operativen Aufwands und nicht zuletzt geringerer Kosten sehr verlockend wäre.

Notwendigkeit einer Membran zur Deckung des lateralen Fensters
Nach derzeitiger Literaturlage erhöht die Abdeckung des lateralen Fensters nach erfolgter Augmentation die Rate der Knochenneubildung im Sinus und die Überlebensrate von Implantaten in der augmentierten Kieferhöhle.3,21 Die Wahl des Membrantyps (resorbierbar-nichtresorbierbar) hingegen scheint das Ergebnis nicht signifikant zu beeinflussen.21

Fazit
Unter Abwägung der Vor- und Nachteile der Verwendung autologen Knochens können die Autoren die Empfehlung aussprechen, für die Sinusaugmentation sowohl mit einem lateralen Zugang als auch – wenn klinisch möglich – mit der Osteotomtechnik ausschließlich ein Knochenersatzmaterial, gemischt mit Blut des Patienten zu verwenden. Am besten dokumentiert ist die Anwendung von xenogenem, nicht resorbierenden DBBM, z.B. Bio-Oss®. Wenn kein tierisches Produkt zur Anwendung kommen soll (Aufklärung!), haben sich TCPs (z.B. Cerasorb®) bewährt, allerdings fehlt hier die langfristige Resorptionsresistenz.
Zu beachten gilt bei der vorgeschlagenen Vorgehensweise, dass ein Augmentat ohne Beimischung autologen Knochens längere Einheilzeiten benötigt. Sollte eine Implantation in den augmentierten Sinus nach weniger als sechs Monaten geplant sein, so empfehlen die Autoren in Anlehnung an die Arbeiten von Wallace einen Anteil von 20% autologem Knochen mit entsprechender leichter Überaugmentation, um die Schrumpfung des Augmentats zu kompensieren.
Bei Wahl eines lateralen Zugangs sollte das Knochenfenster aufgrund der leichteren intraoperativen Handhabung vorzugsweise mit einer resorbierbaren Membran verschlossen werden.

 

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Literatur

  1. Tatum OH, Jr., Lebowitz MS, Tatum CA, Borgner RA. Sinus augmentation. Rationale, development, long-term results. N Y State Dent J 1993; 59: 43–48.
  2. Summers RB. A new concept in maxillary implant surgery: the osteotome technique. Compendium 1994; 15: 152, 154–156, 158 passim; quiz 162.
  3. Wallace SS, Froum SJ. Effect of maxillary sinus augmentation on the survival of endosseous dental implants. A systematic review. Ann Periodontol 2003; 8: 328–343.
  4. Browaeys H, Bouvry P, De Bruyn H. A literature review on biomaterials in sinus augmentation procedures. Clin Implant Dent Relat Res 2007; 9: 166–177.
  5. Boyne PJ, James RA. Grafting of the maxillary sinus floor with autogenous marrow and bone. J Oral Surg 1980; 38: 613–616.
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  7. Wannfors K, Johansson B, Hallman M, Strandkvist T. A prospective randomized study of 1- and 2-stage sinus inlay bone grafts: 1-year follow-up. Int J Oral Maxillofac Implants 2000; 15: 625–632.
  8. Hatano N, Shimizu Y, Ooya K. A clinical long-term radiographic evaluation of graft height changes after maxillary sinus floor augmentation with a 2:1 autogenous bone/xenograft mixture and simultaneous placement of dental implants. Clin Oral Implants Res 2004; 15: 339–345.
  9. Froum SJ, Tarnow DP, Wallace SS, Rohrer MD, Cho SC. Sinus floor elevation using anorganic bovine bone matrix (OsteoGraf/N) with and without autogenous bone: a clinical, histologic, radiographic, and histomorphometric analysis – Part 2 of an ongoing prospective study. Int J Periodontics Restorative Dent 1998; 18: 528–543.
  10. Hising P, Bolin A, Branting C. Reconstruction of severely resorbed alveolar ridge crests with dental implants using a bovine bone mineral for augmentation. Int J Oral Maxillofac Implants 2001; 16: 90–97.
  11. Hallman M, Hedin M, Sennerby L, Lundgren S. A prospective 1-year clinical and radiographic study of implants placed after maxillary sinus floor augmentation with bovine hydroxyapatite and autogenous bone. J Oral Maxillofac Surg 2002; 60: 277–284; discussion 285–276.
  12. Hallman M, Sennerby L, Lundgren S. A clinical and histologic evaluation of implant integration in the posterior maxilla after sinus floor augmentation with autogenous bone, bovine hydroxyapatite, or a 20:80 mixture. Int J Oral Maxillofac Implants 2002; 17: 635–643.
  13. Valentini P, Abensur DJ. Maxillary sinus grafting with anorganic bovine bone: a clinical report of long-term results. Int J Oral Maxillofac Implants 2003; 18: 556–560.
  14. Rosen PS, Summers R, Mellado JR, et al. The bone-added osteotome sinus floor elevation technique: multicenter retrospective report of consecutively treated patients. Int J Oral Maxillofac Implants 1999; 14: 853–858.
  15. Jensen OT, Shulman LB, Block MS, Iacono VJ. Report of the Sinus Consensus Conference of 1996. Int J Oral Maxillofac Implants 1998; 13 Suppl: 11–45.
  16. Boyne PJ. Analysis of performance of root-form endosseous implants placed in the maxillary sinus. J Long Term Eff Med Implants 1993; 3: 143–159.
  17. Ellegaard B, Baelum V, Kolsen-Petersen J. Non-grafted sinus implants in periodontally compromised patients: a time-to-event analysis. Clin Oral Implants Res 2006; 17: 156–164.
  18. Dahlin C, Linde A, Gottlow J, Nyman S. Healing of bone defects by guided tissue regeneration. Plast Reconstr Surg 1988; 81: 672–676.
  19. Leblebicioglu B, Ersanli S, Karabuda C, Tosun T, Gokdeniz H. Radiographic evaluation of dental implants placed using an osteotome technique. J Periodontol 2005; 76: 385–390.
  20. Pjeturson BE, Ignjatovic D, Matuliene G, Brägger U, Schmidlin U, Lang NP. Maxillary sinus floor elevation using the osteotome technique with or without grafting material. Part II – Radiographic tissue remodelling. Clin Oral Implants Res 2008; in press.
  21. Wallace SS, Froum SJ, Cho SC, et al. Sinus augmentation utilizing anorganic bovine bone (Bio-Oss) with absorbable and nonabsorbable membranes placed over the lateral window: histomorphometric and clinical analyses. Int J Periodontics Restorative Dent 2005; 25: 551–559.

 

Autoren: Dr. Moritz Kebschull, Dr. Jan H. Behle, Dr. Stefan Fickl/New York

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