Implantologie 02.09.2021

Moderne Augmentationskonzepte – Bewährtes und Neues

Moderne Augmentationskonzepte – Bewährtes und Neues

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In der Folge von Zahnverlust kommt es im Bereich des Alveolarfortsatzes zu resorptiven Umbauprozessen, die in aller Regel mit einem mehr oder weniger stark ausgeprägten Volumenverlust des ortsständigen Knochens einhergehen. Da für die Insertion dentaler Implantate und deren langfristigen Erfolg ein ausreichendes Maß an Knochen vorhanden sein sollte, werden häufig bei der nachfolgenden Implantatinsertion augmentative Eingriffe nötig.1 Dies geht für den Patienten mit einer erhöhten körperlichen und finanziellen Belastung sowie einer verlängerten Behandlung einher. Unabhängig der gewählten Technik und des Materials beruht eine erfolgreiche Augmentation auf dem Prinzip, einen dreidimensional stabilen Raum zu schaffen, in dem das Augmentationsmaterial integriert werden kann. 

Neben der autologen Knochentransplantation hat sich vor allem xenogenes Knochenersatzmaterial als verlässliche Leitstruktur für die knöcherne Regeneration erwiesen. So ist es bei korrekter Indikationsstellung und Auswahl des Augmentationsverfahrens möglich, dem Patienten einen weiteren Eingriff, verbunden mit der Belastung eines zweiten Operationsgebiets und dem Risiko einer Morbidität an der Entnahmestelle, zu ersparen.2 Dabei dient xenogenes Knochenersatzmaterial als eine osteokonduktive Leitstruktur für die Migration von knochenbildenden Vorläuferzellen. Durch die nötige Prozessierung des Ursprungsmaterials besitzt xenogenes Knochenersatzmaterial jedoch keine osteoinduktiven oder osteogenen Fähigkeiten, die ausschließlich bei autologen Knochenspenden oder Stammzellen zu finden sind.3

In den vergangenen Jahrzehnten wurden viele Augmentationstechniken und-materialien beschrieben und untersucht. Eine umfassende Zusammenfassung oder gar ein Vergleich dieser Techniken und Materialien ist aufgrund des Umfangs und der Heterogenität der Datenlage schlicht nicht möglich. Die nachfolgend dargestellten Augmentationskonzepte zeigen das Grundprinzip gängiger Augmentationsverfahren sowie deren Indikation und Limitation.

Guided Bone Regeneration (GBR)

Die Guided Tissue Regeneration wurde erstmals als Verfahren zur Regeneration des parodontalen Attachments beschrieben.4 Das Prinzip der GBR, wie sie in Bezug auf die Augmentation von Dehiszenzdefekten an Implantaten angewendet wird, beruht darauf, ein Augmentationsmaterial durch eine Membran zu stabilisieren und Weichgewebs­einwuchs zu verhindern, um so eine knöcherne Regeneration zu ermöglichen.5, 6 Dieses Prinzip ist zunächst unabhängig der verwendeten Augmentationsmaterialien und der Membran zu betrachten und mit Eigenknochen, aber auch Knochenersatzmaterialien unterschiedlichen Ursprungs möglich. Jedoch existiert die stabilste Datenlage für die Kombination des xenogenen Knochenersatzmaterials Bio-Oss (Geistlich Biomaterials) und der porcinen Kollagenmembran Bio-Gide (Geistlich Biomaterials).7 Diese Materialkombination weist eine langfristige Stabilität der periimplantären Hart- und Weichgewebe auf, welche zudem die Basis für eine ästhetisch anspruchsvolle implantatgetragene Restauration darstellt. So konnte von Chappuis et al. (2018) in einer Langzeitnachuntersuchung nach zehnjähriger Belastung gezeigt werden, dass im Zeitraum zwischen einem und zehn Jahren nach Implantation eine Rezession des periimplantären Weichgewebes von lediglich 0,17 mm und ein vertikaler Knochenabbau zwischen sechs und zehn Jahren von lediglich 0,02 mm zu verzeichnen war.6

In einem aktuell systematischen Review von Urban et al. (2019) zur Effektivität verschiedener Techniken bei vertikaler Augmentation zeigte die GBR einen mittleren Knochengewinn von 4,18 mm bei einer vergleichsweise geringen Komplikationsrate von 12,1 Prozent.8 Bezogen auf die verwendete Membran zeigt sich bei der Augmentation mit nicht resorbierbaren Membranen ein etwas höherer Knochengewinn, jedoch auch eine höhere Komplikationsrate als bei der Augmentation mit resorbierbaren Kollagenmembranen.

Eine Schwachstelle zeigt die GBR lediglich in der Stabilität des Augmentats. In einer präklinischen Studie untersuchten Mir-Mari et al. (2016) die Volumenstabilität von Konturaugmentation (GBR) mit (I) und ohne (II) Pins sowie Blockaugmentation (III) vor und nach Wundverschluss.9 In allen drei Gruppen war eine signifikante Reduktion der Alveolarkammbreite (krestal) nach Wundverschluss nachzuweisen, wobei im direkten Vergleich der drei Gruppen in der Gruppe der GBR ohne Pins eine statistisch signifikant höhere Reduktion als in den Gruppen II und III zu verzeichnen war. Die Abbildungenbis 6 zeigen eine Spätimplantation in Regio 12 nach Zahnverlust mit simultaner GBR.

Knochenblockaugmentation

Die (Knochen-)Blockaugmentation beschreibt die Augmentation mit einem dreidimensional stabilen, festen Augmentationsmaterial, das in der Regel über Osteosyntheseschrauben im Empfängergebiet fixiert wird. Neben autologen Knochenblöcken, entnommen vom Ramus- oder Kinnbereich sowie extraoralen Donorstellen, existieren auch Knochenersatzmaterialblöcke mit vorwiegend allogenem oder xenogenem Ursprung. Knochenblöcke weisen eine hohe Stabilität und eine je nach Ursprungsgewebe unterschiedlich hohe regenerative Kapazität auf. Besonders die autologe Knochenblocktransplantation mit ihrem osteoinduktiven Potenzial ermöglicht die Regeneration komplexer horizontaler und/oder vertikaler Defekte.10 Im Gegensatz dazu zeigen besonders allogene Blocktransplantationen zum Teil deutlich erhöhte Komplikationsraten.8 In der Auswertung eines systematischen Reviews zur vertikalen Augmentation zeigen Knochenblockaugmentationen einen Knochengewinn von im Mittel 3,46 mm und eine Komplikationsrate von 23,9 Prozent. Betrachtet man diese Ergebnisse und die zugrunde liegenden Blockaugmentationen etwas genauer, so zeigt sich, dass der erzielte Knochengewinn bei autologen Knochenblockaugmentation bei 4,11 mm und einer Komplikationsrate von 22,9 Prozent liegt, während der Knochengewinn bei allogenen Knochenblockaugmentationen bei 2,03 mm und die Komplikationsrate bei 39,2 Prozent liegt.8 

Zudem zeigt das systematische Review auch Unterschiede in Abhängigkeit der Technik bei autologen Blockaugmentationen. So findet sich bei Auflage der Knochenblöcke ein vertikaler Knochengewinn von 3,53 mm, während für die Schalentechnik ein Knochengewinn von 5,49 mm nachgewiesen wurde.

Neben Komplikationen in Form von Wunddehiszenzen ist bei autologen Blocktransplantationen vom Unterkiefer besonders die Morbidität im Bereich der Entnahmestelle zu nennen. Cordaro et al. (2011) untersuchte die Auswirkung der Knochenblockentnahme von Kinn und Ramus auf Vitalität von Zähnen und Sensibilität über einen Zeitraum von bis zu vier Jahre. In beiden Gruppen war eine Hypästhesie an der Haut im Entnahmebereich von circa zehn Prozent nachzuweisen. 

Schirmschraubentechnik

Eine vielversprechende Technik, welche auf dem Prinzip der GBR beruht, jedoch eine zusätzliche Stabilisierung des Augmentats ermöglicht, ist die Verwendung sogenannter Schirmschrauben, auch als Umbrella- oder Tentpoleschrauben bekannt. Diese Schrauben zeichnen sich durch einen im Vergleich zu konventionellen Osteosyntheseschrauben großen Schraubenkopf von i. d. R. 4 bis 6 mm aus, der dazu dient, das Weichgewebe „aufzuspannen“ und eine Verschiebung des Augmentationsmaterials durch den Weichgewebsverschluss und -druck zu verhindern. Die Augmentation des durch die Schirmschrauben geschaffenen stabilen Raumes erfolgt nach Positionierung der Schirmschrauben entsprechend einer GBR mit beispielsweise xenogenem Knochenersatzmaterial (mit oder ohne Eigenknochen) und einer Kollagenmembran. Die Positionierung der Schirmschrauben orientiert sich an der dreidimensionalen Geometrie des zu rekonstruierenden Alveolarfortsatzes. So ist durch die Positionierung der Schirmschrauben sowohl vertikale als auch horizontale Augmentation unterschiedlich großer Areale möglich. Die Datenlage zu diesem Thema ist in der internationalen Literatur vergleichbar dünn. In einer klinischen Studie verglichen Deeb et al. (2017) Schirmschrauben, titanverstärkte PTFE Membran und Tunneltechnik hinsichtlich Augmentationserfolg, Membranexposition und Wunddehiszenz bei horizontaler Augmentation.11 Mit einem Augmentationserfolg von 97 Prozent und einer Expositions-/Wunddehiszenzrate von elf Prozent zeigte die Schirmschraubentechnik statistisch signifikant bessere Werte als die beiden anderen Augmentationstechniken. 

Die Abbildungen 7 bis 17 zeigen eine zweizeitige Schirmschraubenaugmentation und Implantation in Regio 21 mit provisorischer Sofortversorgung nach Frontzahntrauma und endodontisch-chirurgischen Erhaltunsmaßnahmen.

Customized Bone Regeneration (CBR)

Die Customized Bone Regeneration beschreibt die Rekonstruktion des Alveolarfortsatzes mithilfe eines individuell (customized), CAD/CAM-gestützt gefertigten Titanmeshs. Durch das Titanmesh wird ein stabiler Raum geschaffen, der mit einem Augmentationsmaterial (Knochenersatzmaterial, Eigenknochen oder eine Kombination daraus) gefüllt wird.

Das anhand eines präoperativ angefertigten DVTs/CTs gefertigte Titanmesh besticht durch eine sehr gute Passung und eine dreidimensional exakte Rekonstruktion des Alveolarfortsatzes. Darüber hinaus können anatomische Strukturen wie beispielsweise das Foramen mentale beim Design ausgespart und der N. mentalis dadurch geschont werden. Ein Vergleich zu Titanmeshs der Vergangenheit, die intraoperativ angepasst wurden, ist aufgrund der sehr viel besseren Passung der neuen Generation nur schwer möglich.  

Die Literatur zur neuen Generation von Titanmeshs ist, aufgrund der vergleichsweise kurzen Dauer, die dieses Material erst existiert, noch überschaubar. Bereits jetzt zeigt sich aber ein großer Knochengewinn in horizontaler und vertikaler Dimension, ein hoher Augmentationserfolg, der sich darin ausdrückt, dass in nahezu 100 Prozent der Fälle die Implantate an der zuvor geplanten Lokalisation inseriert werden konnten, bei einer sehr geringen Verlustrate.12, 13 Jedoch weisen auch die Titanmeshs der neuen Generation in der aktuellen Literatur Expositionen im Bereich von 25 bis 33 Prozent auf, welche jedoch i. d. R. keine größeren Komplikationen oder gar den Totalverlust nach sich ziehen. Interessant ist hierbei, dass die Literatur eine signifikante Reduktion der Expositionsrate durch den Einsatz von autologem Fibrinkonzentrat zeigt.12, 14 Einen alternativen Ansatz zur Vermeidung von Dehiszenzen und Weichgewebsveränderungen durch umfangreiche Periostschlitzung und Mobilisationen stellt das „Open Healing Konzept“ dar. Hierbei erfolgt eine spannungsfreie Annäherung der Wundränder nach Augmentation und Abdeckung mit einer Kollagenmatrix, welche mithilfe von PRF angereichert und mit einem Wundverband abgedeckt wird.15  

Diskussion

Eine Abgrenzung der beschriebenen Techniken und Materialien zueinander ist aufgrund der vielen patienten- und behandlungsspezifischen Faktoren nur schwer möglich. Unterschiedliche Defektgeometrien und Augmentationsumfänge sowie heterogene Studiendesigns mit unterschiedlichen Erfolgskriterien erlauben lediglich Tendenzen. 

Unstrittig scheint, dass die GBR die Standardtherapie bei kleineren, simultan mit der Implantation zu regenerierenden Defekten darstellt.20 Insbesondere für die Kombination des xenogenen Knochenersatzmaterials Bio-Oss und der Kollagenmembran Bio-Gide ist die Datenlage sehr gut und beweist die Verlässlichkeit, Reproduzierbarkeit und geringe Komplikationsrate der GBR.6 Pins zur Befestigung der Membran erhöhen hierbei die Stabilität des Augmentationsvolumens und scheinen sich positiv auf den Augmentationserfolg auszuwirken.9 

Die Ergebnisse in der Literatur zu Blockaugmentationen sind je nach Art des Blockes, genauer dem Ursprungsgewebe und der verwendeten Technik sehr heterogen.8 Während autologe Blocktransplantate in Schalentechnik sehr gute klinische Ergebnisse erzielen, weisen besonders allogene Blocktransplantate merkliche Komplikationsraten auf.8, 10 Aufgrund des hohen regenerativen Potenzials des autologen Knochens scheint die autologe Blockaugmentation bei komplexen Defekten Mittel der Wahl. Bei der Therapiefindung muss jedoch die größere Belastung für den Patienten und die nicht zu vernachlässigende Rate relevanter Komplikationen (z. B. Sensibilitätsstörung) beachtet werden.2 

Die Schirmschraubentechnik verbindet die Einfachheit und geringe Komplikationsrate der GBR mit der Stabilität von Blocktransplantaten. Sie erfordert eine intraoperative dreidimensionale Positionierung und die Schirmschrauben sind durch ihre glatte Oberfläche leicht zu entfernen. Abhängig von der Erfahrung und dem Geschick des Operateurs gelangen Schirmschrauben bei größeren Defekten mit komplexer Geometrie jedoch an ihre Grenzen, nicht zuletzt, da fehlpositionierte (zu weit außerhalb der Alveolarfortsatzkontur stehende) Schirmschrauben das Risiko einer Wunddehiszenz oder Exposition der Schirmschrauben erhöhen.

Die präoperative Planung der CBR erlaubt die exakte dreidimensionale Rekonstruktion des Alveolarfortsatzes und optimierte Passung des Titanmeshs, bei jedoch größerem präoperativem Aufwand und nicht zu vernachlässigendem Anspruch an den chirurgischen Behandler.

Einen vielversprechenden und zukunftsträchtigen Ansatz, die regenerative Kapazität von Knochenersatzmaterialien zu erhöhen, scheint die Zugabe von autologem Blutkonzentrat (Platelet Rich Fibrin, PRF) darzustellen. Nach Entnahme von peripher-venösem Blut wird dieses ohne die Zugabe additiver Substanzen nach einem standardisierten Protokoll zentrifugiert und kann so, je nach Zentrifugationsprotokoll, in flüssiger (i-PRF) oder fester Form (A-PRF) appliziert oder mit Biomaterialien kombiniert werden.16 Bis dato existiert zum Nutzen von Eigenblutkonzentrat relativ wenig Evidenz. Seit einigen Jahren wird jedoch das „Low Speed Centrifugation Concept (LSCC)“ in präklinischen und klinischen Studien systematisch und umfangreich untersucht, um die Wirksamkeit von PRF für Knochen- und Weichgewebsregeneration zu untersuchen.15 In einem systematischen Review konnte bereits gezeigt werden, dass durch die Zugabe von PRF bei Socket Preservation und Ridge Augmentation die Knochenneubildung gesteigert werden konnte.19 

Augmentative Verfahren bilden einen wesentlichen Bestandteil der modernen Implantologie, da ohne Knochenaufbauende Maßnahmen oftmals keine suffiziente Implantation möglich wäre. Das Wissen um die verschiedenen Maßnahmen, Techniken und Materialien sowie um deren Indikation und Limitationen bilden die Voraussetzung für den Erfolg der Behandlung. Nichtsdestotrotz sollte das Ziel sein, beispielsweise durch Alveolen-stabilisierende Maßnahmen wie Socket oder Ridge Preservation das Ausmaß und den Umfang der augmentativen Maßnahmen zu begrenzen, um Patienten nicht unnötig zu belasten. Zukünftige Entwicklungen wie additive Verfahren im 3D-Druck und autologe Blutpräparate scheinen vielversprechende Faktoren zu sein, um den Erfolg augmentativer Behandlungen weiter zu steigern. 

Literaturliste

Der Beitrag ist im Implantologie Journal erschienen.

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