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Oralchirurgie 14.05.2013

Knochenaugmentation komplexer Defekte

Knochenaugmentation komplexer Defekte

Ausreichender Alveolarknochen für das knöcherne Implantatlager und die knöcherne Unter­stützung der gingivalen Weichgewebe ist Voraussetzung für eine erfolgreiche dentale Implantation und ein ideales ästhetisches Ergebnis. Komplexe Augmentationen stellen dabei eine Herausforderungen dar und sind auch ein intensives Forschungsfeld. In folgendem Beitrag diskutieren wir die augmentationsrelevanten Grundlagen der Implantologie und stellen Techniken der komplexen Knochenaugmentation dar.

Beim morphologischen Aufbau des Knochens unterscheidet man Spongiosa mit bälkchenförmigen Trabekeln und einem Binnenlumen von Kortikalis mit lamellärem Knochen ohne Hohlräume. In beiden Knochenformen ist mineralisierte Matrix schalenförmig in Spezial­lamellen um den Havers-Kanal, mit Osteozyt und Gefäßversorgung, ­gelagert (Osteone; Abb. 1). Die Osteozyten stehen über ihre Ausläufer und deren Gap Junctions in den Canaliculi ossei miteinander in Verbindung. Schaltlamellen verbinden die Osteone und Generallamellen grenzen Knochenkompartimente ab. Das Periost begrenzt den Knochen zum äußeren Bindegewebe und besteht aus eine Stratum fibrosum (äußere Fläche) und ­einem Stratum osteogenicum (innere Fläche). Neben Nervengewebe und Gefäßversorgung enthält das Stratum osteogenicum auch Osteoblastenvorläuferzellen, die eine entsprechende Knochenbildung im Rahmen einer Frakturheilung erlauben und entsprechend chemotaktisch migrieren können.

Die Histomorphologie unterscheidet zwischen lamellärem und nichtlamellärem Knochen (plexiformer Knochen).1 Letzterer findet sich beim Menschen vor allem bei pathologischen Vorgängen oder im Rahmen von komplexen Bruchheilungen sowie embryonal. Bei einigen Tieren ist nichtlamellärer Knochen das orthologische Knochengewebe, da er einer schnelleren Heilung unterliegt und zu einem Evolutionsvorteil geführt hat. Die meisten Knochenstrukturen im adulten menschlichen Körper sind lamellär, mit lamellen- oder schalenförmigartig angeordneten Mineralisationsbereichen. Bei der Knochenontogenese entstehen aus embryonalem plexiformen Knochen mit primären Osteonen in Umbauprozessen die Folgestrukturen der sekundären Osteone (Havers-System), welche die Grundmorphologie des erwachsenen, menschlichen Knochens darstellen. Wie im Fall des plexiformen Knochens gibt es zahlreiche Tiere, welche eine Struktur primärer Osteone aufweisen, beispielsweise Ratten und Mäuse. Evolutionärer Vorteil dieser dreidimensional orthogonalen Osteonstruktur ist dort schnelleres Wachstum.

Knochengewebe besteht aus Matrix und Zellen. Die Knochenmatrix (Ossein) besteht zum großen Teil aus einem anorganischen Mineralanteil, überwiegend Hydroxyl­apatit, und einem organischen Anteil, welcher zum großen Teil aus Kollagen Typ I besteht.2  Darüber hinaus enthält die Matrix weitere Proteoglykane, insbesondere das ­Aggrecan-Kernprotein und radiär angeordnete Glykosaminoglykane sowie multiadhäsive Proteine.3 Chondroitinsulfat-Proteoglykane sind beispielweise in der Lage, mit Collagenfibrillen eine Verbindung einzugehen und Aggrecan wiederum kann über Oberflächenproteine wie die FGF-Rezeptorfamilie oder Integrine direkt mit Zellen in Verbindung stehen oder auch an Hyaluronsäurekerne angebunden sein.4 Dies macht deutlich, dass die Matrix in direkter, kovalenter Verbindung mit den Osteozyten steht. Diese Zusammenhänge und neue Strukturen sind immer noch offene Forschungsfelder. So konnte gezeigt werden, dass Frakturrisse im Knochen und deren Verlauf wesentlich von sehr feinen, noch unbekannten Fibrillen beeinflusst werden.5

Die Knochenheilung

Die Einheilung von Knochenaugmentaten und Biomaterialien am Interface erfolgt analog zur Spaltbruchheilung bei Knochenfrakturen.1,6–13 Daher unterliegt die Osseointegration von Biomaterialien und Einheilung von Transplantaten hierbei denselben Heilungsphasen der Spaltbruchheilung14–16: aseptische Entzündung zur Chemotaxis pluripotenter Zellen, lockeres Ersatzgewebe (hier Soft Callus), spezifische Gewebsdifferenzierung (hier Mineralisierung zum Hard Callus), Remodeling zur funktionellen Restitution des Knochens (Abb.2).17 Diese Prozesskaskade schließt die Heilung aller nichtmikrovaskulären Augmentate einschließlich alloplastischer, allogener, xenogener und autologer Materialien, sowohl partikulär (z.B. GBR) als auch ­Blockaugmentate, ein. Da eine Kontaktbruchheilung im klassischen Sinn der Frakturlehre zwei vitale Knochen­enden voraussetzt, ist dieses Prinzip bei den genannten Aufbautechniken nicht anwendbar und lediglich bei mikrovaskulär reanastomosierten Transplantaten gegeben (Abb. 2). Beim Einheilen eines Augmentates gibt es ­neben dem lamellären Hauptknochenheilungsprozess auch die subperiostale Heilung zu berücksichtigen (Abb. 3).

Bei der Knochenheilung kommen Progenitorzellen der Osteoblasten, im Sinne pluripotenter, teilungsfähiger Stammzellen, sowohl ortsständig als „human trabecular bone derived cells“ (HTBs) als auch im Blut zirkulierend als CD34-positive embryogenic progenitor cells (EPCs), vor.18–21 Während von den ortsständigen adulten Stammzellen wenig bekannt ist, weiß man, dass der Differen­zierungsweg von der EPC zum Osteoblasten über zahlreiche molekularbiologisch und immunologisch charakterisierbare Zwischenstufen abläuft und mit einer Zunahme osteoblastentypischer Charakteristika und einem Verlust der pluripotenten Marker und Eigenschaften einhergeht. Beispielsweise nimmt der CD34-Anteil von der EPC über die Zwischenstufe der „Circulating osteoblast ­lineage cell“ bis hin zur „Blood mesenchymal precursor cell“ (BMPC), welche dem Osteoblasten unmittelbar nahe steht, ab, während beispielsweise der CXCR4-­Rezeptor des Stromal Cell-derived Factor-1 (SDF-1) zunimmt.18 Auch die Zellen der Gefäße im Knochen rekrutieren sich aus den mesenchymalen Progenitorzellen der EPCs im Rahmen von Heilungsvorgängen.22,23 Osteoklasten hingegen gehören zum Mononukleären Phagozytären System (MPS) und rekrutieren sich aus hämatogenen oder pluripotenten EPCs des peripheren Blutes.24 Sie ­stellen, analog den mehrkernigen Riesenzellen der Typ IV Reaktion, spezialisierte, knochendegradierende Syncitien dar. Im Vicerokranium ist zu berücksichtigen, dass es sich um mesektodermales Gewebe (eingewanderte Zellen des Neuralrohrs) der Kiemenbögen handelt.25–28 Da viele der beschriebenen Daten an mesenchymalen Knochen erhoben worden sind, muss eine mögliche Abweichung im mesektodermalen Knochen bedacht werden.

Die Zellinduktion im Knochen: ­

Osteoinduktion und Neoangiogenese

Die Heilungsgeschwindigkeit im Interface wird neben der Stabilität des Transplantates von osteogenen oder osteoinduktiven (genauer osteoinduktiven und vasoinduktiven) Eigenschaften des Implantates oder Transplantates sowie des Empfängerlagers beeinflusst. Bei osteo­genen Eigenschaften, wie beispielsweise beim frischen autologen Knochentransplantat, findet die Heilung vom Implantat und vom Lager aus statt, da auf beiden Seiten Osteoblasten ohne vorausgehende Migration von Progenitorzellen aktiv werden. Im Sinne der Osteoinduktivität und Neoangiogenese beschleunigen natürlich freigesetzte Mediatoren, meist zur TGF-b Gruppe gehörende BMPs (bone morphogenic proteins) wie beispielsweise BMP-2 oder BMP-7, aber auch basisches FGF und VEGF ­neben anderen freigesetzten Gewebsfaktoren, die Migration von Zellen in das Knochenheilungsgebiet und deren Ausdifferenzierung zu Osteo­blasten und Gefäßzellen ­sowie die folgenden Heilungsphasen mit Bindegewebsbildung und Mineralisation.16,29–38 Faktoren haben zum Teil auch bereits Anwendung in der Klinik gefunden.39–47 Neben Wachstumsfaktoren haben direkte mechanische Effekte einen Einfluss auf die Osteoinduktion. Zum einen ist dies die Interaktion zwischen Bindegewebsmatrix und Zellen, zum anderen direkten Einfluss von physika­lischen Einflüssen wie beispielsweise Ultraschall.48–51

Neben allgemeinen Signaltransduktionswegen über beispielsweise Ras und MAP-Kinasen haben die Smad-abhängigen Signaltransduktionswege und die Integrine im Knochengewebe besondere Bedeutung.52–55 Die Smad-abhängige Signaltransduktion arbeitet mit spe­zifischen Second Messengern, welche für bestimmte Mitglieder der Familie beispielsweise bei BMPs zu osteo­blastenspezifischen Genexpressionen, wie RunX2, führen. Bei den BMPs sind hier Smad 1, 5 und 8 als Komplex spezifisch und bilden mit Smad 4 und anderen Molekülen einen DNA-Bindungskomplex, der spezifische Genexpressionen über Bindung in En­hancer/Promoter-Bereichen von Zielgenen steuert.53–55 Integrine und deren Signaltransduktion stellen eine direkte Verbindung zwischen mechanischen Einwirkungen auf das Gewebe und genetischer Signalumwandlung her.49–51

Knöcherne und alloplastische ­Augmentationsmaterialien

Die Systematik der verschiedenen Augmentationsmaterialien gliedert sich in ­alloplastische Biomaterialien und Transplantate sowie deren Derivate.56–66 Weitverbreitete Vertreter der alloplastischen Materialien in der dentalen Implantologie sind: b-Trikalziumphosphat65, Biogläser64 und Hydroxylapatit66. Bei Knochenmaterial unterscheidet man beispielsweise im Speziellen immunologisch:

  • autolog (frisch gelagert oder frisch) – vom eigenen Körper
  • allogen (frisch gelagert, aufbereitet – z.B. DBM „demineralized bone matrix“)
  • xenogen (vgl. allogen) – von einer fremden Spezies (z.B. Rind) 

 

Poren- und Partikelgrößen, Makrofestigkeit von Granulaten, Resorbierbarkeit und viele weitere Aspekte können berücksichtigt werden und haben eine oft entscheidende Relevanz.67 Zum Teil konnte hier wissenschaftlich präklinisch und klinisch ein Vorteil gezeigt werden, zum Teil sind praktische Vorteile aus der Anwendung, wie eine gute Modellierbarkeit oder Formstabilität, bekannt. Ebenso werden oft Materialkombination, Oberflächenstuktur und Bezug zu umliegenden Gewebe diskutiert.

Eine andere weitverbreitete Klassifizierung beschreibt das Potenzial des Materials, die Knochenheilung zu beeinflussen:6

  • osteokonduktiv (die knöchernen Gewebeintegration fördernd)
  • osteoinduktiv (die Knochenbildung biologisch aktiv initiierend, z.B. Wachstumsfaktoren)
  • osteogen (knochenbildende Zellen enthaltend)

Am weitesten verbreitet sind im Bereich der partikulären Materialien Bohrspäne aus dem Lager, gemahlene Blockaugmentate, Scraper-Knochen und Mischaugmentate mit kommerziellen Produkten, insbesondere Keramiken (Abb. 4). Wachstumsfaktoren und Tissue ­Engineering stellen eine interessante Option in der rekonstruktiven Chirurgie dar.18,22,33,35,38–41,68–74 Jedoch bleiben die konzeptionellen Probleme ungelöst. Zum einen entstehen durch diesen aufwendigen Ansatz hohe ­Kosten, die allenfalls im Falle der freien Lappentransplantate gerechtfertigt erscheinen.22,41,69 Zum anderen besteht, insbesondere bei der Verwendung von Wachstumsfaktoren in Kombination mit Stammzellen, das ­Risiko einer malignen Entartung.18,22,38,39,75,76 In Bezug auf den implantologischen Knochenaufbau in der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie erscheint daher das autologe Knochentransplantat immer noch als Goldstandard.

Donorstellen für Knochentransplantate

Die Wahl der Donorstelle für ein Knochentransplantat ist nach der Klassifizierung des Defektes und der Planung der Operationstechnik der wesentliche Schritt vor der Operation. Es bieten sich allgemein verschiedene Knochenentnahmestellen an:67

  • mandibulär (Kinn, Kieferwinkel, Linea obliqua, ­Korpusbereich)77
  • maxillär (retrotubär, Spina nasalis, Crista zygomaticoalveolaris)
  • Calvaria (Tabula externa)
  • Beckenkamm
  • Tibiavorderkante

Bei den autologen Knochendonorstellen sind lokale, oral zugängliche von ­besonderem Interesse, hier insbesondere die Mandibula und die Maxilla (Abb. 5). Patienten geben bei intraoralen Donorstellen geringere Beschwerden postoperativ an.78 Ebenfalls in Betracht kommt der Beckenkamm als weitverbreitete Knochentransplantatentnahmestelle für den Mund-, Kiefer- und ­Gesichtschirurgen. Bei den Unterschieden in der Qualität und dem Heilungsverhalten der Knochentransplantate ist insbesondere deren unterschiedliche ontogenetische Herkunft zu berücksichtigen. Während der ortsständige Knochen des Viscerokraniums mesektodermales Gewebe (eingewanderte Zellen des Neuralrohrs) der Kiemenbögen darstellt, handelt es sich bei Knochen des übrigen Skelettes, wie beispielsweise Beckenkamm und ­Tibiavorderkante, um mesenchymales Gewebe.25–28

Die Mandibula stellt in der dentalen Implantologie die häufigste Knochendonorregion dar, wobei mehrere ­Entnahmestellen an der Mandibula in Betracht kommen62,67,78,79: Kinn78,79, Ramus (Linea obliqua), Kieferwinkel, Korpus mandibulae, Linguale Exostose. Generell wird ein kortikospongiöser Span gewonnen. Das Material kann für amorphe Augmentationstechniken, z.B. mit GBR, verwendet werden, wenn es mit Geräten wie der Knochenmühle oder dem Bone-Scraper entsprechend zerkleinert wird.80 Interessant ist jedoch insbesondere das Blocktransplantat wegen der geringeren Resorptionsgefahr.77

Die Entnahmestelle am Kinn ist interessant, wenn das Empfängerlager in derselben Region liegt. Ansonsten wird diese Entnahmestelle weniger favorisiert, da Schwellung und Schmerzen stärker ausgeprägt sind als bei den übrigen Donorstellen und eine mögliche Anästhesie der Frontzähne als besondere Komplikation hinzukommen kann.78

Der Ramus im Bereich der Linea obliqua bietet eine gut zugängliche Entnahmestelle mit geringen Komplikationen für den Patienten.67 Jedoch ist die Größe des Blockresektates hier durch Darstellbarkeit und in Abhängigkeit vom Verlauf des Nervus alveolaris inferior limitiert.

Der Kieferwinkel stellt eine Erweiterung des Donorgebietes im Ramusbereich dar. Der Zugang muss wegen der tieferen Lokalisation etwas größer gewählt werden. Die linguale Exostose stellt eine eher selten genutzte Entnahmestelle dar, da hier insbesondere eine Verletzungsgefahr des Nervus lingu­alis gegeben ist.

Die Maxilla stellt im Gegensatz zur Mandibula nur eine limitierte Donorregion für Knochentransplantate dar. Hier ist insbesondere das retrotubäre Knochenangebot im Bereich 18 und 28, aber auch die Spina nasalis und Crista zygomaticoalveolaris zu nennen. Obgleich hier nur wenig Material gewonnen werden kann, so ist dies durchaus interessant, wenn beispielsweise für einen ipsilateralen kleineren Sinusbodenelvationseingriff Knochen benötigt wird.

Der Beckenkamm gilt wegen seiner guten Zugänglichkeit und seiner geringen Komplikationsraten in Kombination mit einem sehr großen mesenchymalen Knochenangebot als häufigste Donorstelle für den Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgen bei großen Knochenaufbauten.81–83 Es wird zwischen einem anterioren, sehr weitverbreiteten und einem posterioren Zugang unterschieden.81,82,84 Hierbei offeriert der posteriore Zugang nach Nkenke und Kessler zahlreiche Vorteile, wie ein bis zu dreimal größeres Angebot an Spongiosa und eine geringere Komplikationsrate.81,82,85 Unter den möglichen Komplikationen müssen insbesondere Schmerzen, Nachblutungen, Verletzungen von Nerven (besonders N. cutaneus femoris lateralis) und Beckenfrakturen (insbesondere Spina iliaca anterior superio Abriss) genannt werden.81

Komplexe Augmentationstechniken – allgemein

Bei den bekannten Techniken der Knochenaugmentation im Zusammenhang mit Implantaten schlagen Neukam und Schulze-Mosgau folgende Unterteilung vor:86

  • ortsständige Techniken: Distraktionsosteogenese, gesteuerte Knochenregeneration (Membrantechnik, GBR – Guided Bone Regeneration), Umstellungsosteotomien, Ersatztechniken zur Knochenvermehrung (Nervlateralisation, Zygomaimplantate)
  • Transplantationstechniken für autogene Knochentransplantate: avaskuläre Knochentransplantate, extraorale avaskuläre Transplantate, vaskuläre autogene ­Knochentransplantate
  • Auf- und Anlagerungosteoplastiken
  • Kieferhöhlenbodenaugmentation: direkte Sinusboden­elevation, indirekte Sinusbodenelevation (Osteotomtechnik nach Summers), Nasenbodenaugmentation

Wir greifen diesen Ansatz auf und schlagen folgende Vereinfachung für komplexe vertikale Augmentationen vor:

  • Osteotomietechniken: Distraktionsosteogenese, Sandwichtechniken und Bone-Split
  • partikuläre Techniken: Stabile GBR
  • Blocktechniken: Blöcke und Schalentechniken

Osteotomietechniken

Der Vorteil von Osteotomietechniken liegt im Wesentlichen im Belassen des kritischen krestalen Gewebeapparates mit knöchernem Kamm, Attached Gingiva und ggf. auch Papillensaum. Im Wesentlichen sind in diesem Bereich zwei Techniken zu nennen: Distraktionsosteogenese und Sandwichtechniken. Der Bone-Split stellt eine der Vollständigkeit halber als komplexe Technik zu nennende Sonderform mit hohem Praxiswert dar.

Die Distraktionsosteogenese ist eine interessante Technik für die Lösung großer Distanzprobleme in der Dysgnathiechirurgie und bei Fehlbildungen.87 In der Implantologie wurden zahlreiche Ansätze verfolgt, um diese Technik ebenfalls zu nutzen.88,89 Hauptprobleme dabei sind zwei Aspekte: Ist eine knöcherne Situation gegeben, welche die Anbringung eines Distraktor erlaubt, so ist in der Regel auch genug Knochen gegeben, um ohne Augmentation zu implantieren. Hierbei muss man besondere Situationen, welche eine Angleichung von Knochenstrukturen und Niveaus zum Ziel haben, berücksichtigen und hier ggf. doch eine gewisse Indikation sehen. Der zweite Aspekt dieser Technik ist der Mehrkostenaufwand für den Distraktor und die nicht vernachlässigbare Gefahr von Frakturen im Osteotomie­bereich.

Sandwichtechniken sind Modifikationen des Distraktionsansatzes, welche statt des dynamischen Distraktors statische Osteosyntheseplatten oder das Implantat selbst verwenden.90,91 Hierbei wird der angestrebte Aufbau als Spalt zwischen den Knochenenden präpariert und mit Augmentationsmaterial partikulär oder als Block gefüllt. Eine simultane Implantation als einzeitiges Vorgehen ist möglich (Abb. 6).

Der Bone-Split ist eine klassische Technik zur Verbrei­terung des Alveolarkammes, bevorzugt im weniger ­frakturgefährdeten Oberkiefer. Insbesondere bei unbezahnten Patienten ist dies eine sehr geeignete Technik (Abb. 7). Die Deperiostierung sollte limitiert bleiben, da bei Fraktur ansonsten eine Blutversorgungsproble­matik mit Sequestrierung entstehen kann.

Partikuläre Techniken

Bei diesen Techniken steht die Membrantechnik (GBR –  Guided Bone Regeneration) kombiniert mit amorphem, partikulären Augmentationsmaterial im Fokus. Die GBR, auch GTR (Guided Tissue Regeneration) genannt, ist eine allgemeine Methode zur Separation des knöchernen Augmentationsgebietes vom umliegenden weichen Bindegewebe.92–94 Die Membran erfüllt hierbei im Wesentlichen drei Funktionen: Stabilisierung des amorphen Augmentates, Barriere zum weichen Bindegewebe und Limitierung des Resorptionsverlustes.94

Meist werden heute Membranen aus resorbierbarem Material, wie xenogenem Collagen, verwendet, um eine Materialentfernung bei einem zweiten Eingriff zu vermeiden.95,96

Bei komplexen Defekten ist eine stabilisierte Membran ­erforderlich, wobei zum einen Titanmembranen, zum anderen metallverstärkte, alloplastische Membranen zur Verfügung stehen. Die stabile Membran wird dem gewünschten Augmentationsergebnis angepasst und mit partikulärem Augmentat unterfüllt (Abb. 8). Die Anwendung von Titanmaterial und anderen nicht resorbierbaren Materialien macht einen erweiterten Zweiteingriff erfordert. Das Augmentat kann dabei reines Knochenmaterial in amorpher Form, alloplastisches Material oder eine ­Mischung aus beidem sein.97 Bei dieser Technik beobachtet man immer wieder vermehrten Einwuchs von unmineralisiertem Bindegewebe im membrannahen Bereich bei Titanmaterial (fibroossäre Heilung). Entsprechend ist der zusätzliche Gebrauch von Kollagenmembranen zu diskutieren. Im Heilungsverlauf wird bei Titanmaterial zum Teil eine Mazeration der Gingiva mit freiliegendem Material beobachtet, was durch Prothesenkarenz und Anpassung des Kauverhaltens zu steuern ist. Bei Goretex-Membranen beobachtet man in einigen Fällen Wunddehiszenzen. Bei teilbezahnten Kiefern ist in jedem Fall ein aus­reichender Abstand von den Nachbarzähnen zu sichern, um Infektionen vom PA-Apparat der flankierenden Zähne zu vermeiden. Die GBR-Technik kann mit anderen Techniken kombiniert werden. Insbesondere wird sie auch bei Block-Augmentationen verwendet, wenn Spongiosa und amorphes, partikuläres Material zusätzlich verwendet werden. Nachteil dieser Methode ist die hohe Resorptionsrate amorpher Transplantate auch bei GBR-Technik80, abgesehen von nicht resorbierbarem Hydroxylapatit, welches andererseits daher auch unverändert verbleibt. Hierbei spielt auch die Partikelgröße eine Rolle, wobei grobere Augmentatpartikel ein besseres Einwachs- und Regenerationsverhalten zeigten.98

Blocktechniken

Der klassische Knochenblock verwendet ein autologes Transplantat, um es an der Augmentationsstelle mittels Osteosyntheseschrauben oder auch dem Implantat selbst zu fixieren. Grundsätzlich unterscheidet man hier zwischen lokalem Knochenmaterial aus den Donor­bereichen des Gesichtsschädels und Ferntransplantaten wie beispielsweise von Calvaria, Beckenkamm oder Tibiavorderkante, sowie allogenen und xenogenen Materialien wie Tutobon (Zimmer Dental GmbH, Freiburg im Breisgau) oder Biotek-Blockmaterial (in Entwicklung bei Geistlich Pharma AG, Wolhusen, Schweiz).

Die Konzepte beinhalten drei mögliche Techniken:

  • modifizierte Schalentechniken mit extrem dünnem Kortikalisanteil,
  • klassischer freihandgeformter Block und
  • passgenaue Zylinder.

Die modifizierte Schalentechnik verwendet einen geeigneten dünnen kortikalen Span, wie er beispielsweise aus dem Bereich der Crista zygomaticoalveolaris ge­wonnen werden kann, und unterfüllt den entstehenden Hohlraum im Augmentationsgebiet analog der GBR-Technik mit partikulärem Material aus Knochenspänen und ggf. auch geeignetem Knochenersatzmaterial (Abb. 9 und 10). Die Technik wurde von Gellrich et al. in dieser Form beschrieben.99 Der klassische Block ist die am längsten bekannte Blocktechnik und eine weitverbreitete Standardmethode.62 Der Knochenblock wird grob dem Lager angepasst und die Kanten geglättet. Hohlräume und Randstufen werden mit partikulärem Material aufgefüllt und nach Indikation ggf. eine Kollagenmembran wie bei allen Techniken ergänzt. Als geeignete Donorstellen kommen sowohl die beschriebenen lokalen Entnahmestellen am Gesichtsschädel als auch Calvaria und Fernentnahmestellen an Beckenkamm oder Tibia infrage. Die Zylindertechnik wurde insbesondere von Dres. Streckbein et al. bearbeitet (nicht pubmed-veröffentlichte Daten) und auch von uns im Zusammenhang mit Diamantfräsen untersucht.100 Die Nachuntersuchung dieser Fälle und auch der Vergleich unserer klinischen Beobachtungen mit den von uns weit häufiger angewendeten Techniken des klassischen Knochenblocks und des Gellrich-Spans zeigten desaströse Ergebnisse aufseiten der Zylindertransplantate. Wir ­sehen hier keine hinreichende Basis für eine weitere, ­insbesondere prospektive Untersuchung von Zylindertransplantaten und Hohlfräsen jedweder Art, raten von diesen Techniken ab und empfehlen den klassischen Block und den Gellrich-Span (Abb. 11).

Eine Sonderform stellt das Ringtransplantat dar. Hierbei erfolgt die Anwendung eines passgenauen Zylinders zusammen mit dem Implantat einzeitig als Materialring.101 Es können sowohl autologer Knochen als auch allogene und xenogene Materialien Anwendung finden. Klinisch waren in der limitierten eigenen Fallzahl keine negativen Ergebnisse wie bei den Zylindertransplantaten zu beobachten. Generell muss man den hohen zeitlichen Aufwand und die diffizile Technik im Zusammenhang mit den formgepassten Augmentationen, egal ob Zylinder oder Ring, berücksichtigen. Daher stellen der klassische Block und der Gellrich-Span hier eine allgemein vorteilhaftere Technik dar. Für den Erfolg des Endergebnisses ebenfalls wichtig sind Schnittführung, sekundäres Weichgewebsmanagement und die Wahl des geeigneten Implantatsystems. Diese Punkte sind umfangreich zu diskutieren und nicht Gegenstand dieser Übersichtsarbeit.

Komplexe Augmentationstechniken – speziell

In der präprothetischen Chirurgie vor dentaler Implantation stellt der knöcherne Defekt eine häufige Indikation für die operative Behandlung dar.57,58,61,62 Die Zahn­losigkeit führt in den Kiefern zu Knochenresorptionen.57,58,61,102–104 Die verschiedenen Grade des Knochen­abbaus und die Knochenqualität bestimmen neben allgemeinen Faktoren die ggf. nötige Knochenaugmentationstechnik und im Falle eines autologen Transplantates auch die Entnahmestellen. Grundsätzlich muss man die klassische Resorptionseinteilung nach Cawood und Howell ebenso berücksichtigen wie die individuellen nicht klassifizierbaren Faktoren des Patienten, welche zu spezifischen Knochendefiziten führen. Analog zu den Indikationen für Knochenaugmentationen kann man die komplexen Knochendefekte indikationsspezifisch unterscheiden. Es sind im Wesentlichen vier Anwendungen zu unterscheiden:

  • vollständige Zahnlosigkeit eines Kiefers
  • der Frontzahnbereich
  • die indirekte und direkte Sinusbodenelevation
  • Alveolarkammaufbau im Oberkieferseitenzahnbereich
  • Alveolarkammaufbau im Unterkieferseitenzahnbereich

Vollständige Zahnlosigkeit eines Kiefers

Beim vollständig zahnlosen Kiefer stellt sich in der Planung einer implantatprothetischen Versorgung vordringlich die Frage, ob eine festsitzende oder herausnehmbare Arbeit angestrebt wird, da dies wesentlich den Bedarf nach einer Augmentation beeinflusst. Grundsätzlich ist hier auch die Frage nach dem Resorptionsstatus der Kiefer wichtig, da die Verschmälerung des Alveolarkammes und die vertikale Resorption nicht isoliert lokal stattfindet, wie durch die Klassifikation von Cawood und Howell suggeriert, sondern mit einer resorptionsbedingten Prognathie und einer relativen transversalen Verschmälerung des Oberkiefers. In seltenen Fällen, ohne wesentliche Verschmälerung des Alveolarkammes selbst in Kombination mit einer ausgeprägten vertikalen Resorption, kann eine klassische Umstellungsosteotomie des ganzen Alveolarknochens, respektive Kiefers indiziert sein. In den meisten Fällen wird man eine klassische Blockaugmentation vom Beckenkamm in Kombination mit großen Sinusbodenelevationen anstreben (Abb. 12). Da hier eine Kontrolle der prothetischen und chirurgischen Planungsbasis mangels jedweder Orientierungsoption an Restzähnen schwierig ist, erscheint heute zumindest eine 3-D-Planungskontrolle sinnvoll. Für Fälle, in welchen eine Knochen­augmentation nicht infrage kommt, besteht die Option vom klassischen Konzept des Pfeilerersatzes zuguns­ten einer ­Basiserweiterung des Abstützungspolygons mittels geneigter Implantate abzuweichen und ggf. auch eine Sofortbelastung durchzuführen (Abb. 13).105,106 Unsere Erfahrungen stützen die Literaturdaten und zeigen gute Ergebnisse.

Der Frontzahnbereich

Nach dem Verlust von Frontzähnen kommt es rasch zu einem Verlust von Alveolarknochen, insbesondere in vertikaler und sagittaler Richtung.107,108 Wobei es zunächst aufgrund der dünnen vestibulären Knochenlamelle zu anterioren Knochenresorptionen kommt, die dann in vertikale Verluste übergehen. Hierbei gibt es durchaus zum Teil große Unterschiede zwischen Patienten verschiedenen Alters, Geschlechts und Herkunft, wobei der Westeuropäer erfahrungsgemäß eher zu frühzeitiger Resorption neigt. Dem wird versucht mit Konzepten der Socket Preservation entgegenzuwirken.109 Dies gelingt jedoch nur bedingt und nicht in allen Fällen. Daher ist in einem Großteil der Fälle eine Knochenaugmentation ­nötig.107,108 Diese wird meist mit einem autologen Knochenblöckchen und Osteosynthesematerial durchgeführt, wobei sowohl der klassische Block als auch der Gellrich-Block geeignet erscheinen. Auch GBR-Techniken können Verwendung finden und sind bei komplexen Defekten in bestimmten Fällen auch mit weichen Membranen möglich, wenn vertikaler Knochenverlust limitiert und Augmentationsdefekt geeignet sind. In Einzelfällen kann auch eine Sandwichtechnik von Vorteil sein.

Alternativen bestehen in einer sinnvoll geplanten Sofortimplantation, welche eine Indikation für Schicht­bildgebungen mittels DVT oder CT darstellt (Abb. 14). Anatoforme Implantatdesigns können diesen Ansatz optimieren (Abb. 15). Es ist hierbei auch ein Sofortbelastungskonzept möglich, wie erfolgreich beschrieben.110,111 Ergebnisse, welche diesen Daten entgegenstehen, müssen auch im Bezug auf Implantatdesign und -ober­flächen diskutiert werden.112–114

Die indirekte und direkte Sinusbodenelevation

Der Oberkieferseitenzahnbereich weist nach Zahnverlust eine besondere Resorptionsdynamik auf. In der Regel und ohne ausgeprägte parodontitisbedingte Knochenresorptionen kommt es zunächst zu einer Ausdehnung der Kieferhöhle mit Knochenresorption von kranial nach kaudal, ohne Veränderung der Alveolarkammposition.

Der Zahnverlust im Oberkieferseitenzahnbereich führt insbesondere zu einem vertikalen Knochenverlust, welcher durch Anheben des Kieferhöhlenbodens und entsprechende Augmentation (Sinusbodenelevation) zu behandeln ist.115 Man unterscheidet bei der Sinusbodenelevation im Wesentlichen zwei Techniken. Zum einen die ­direkte Sinusbodenelevation nach Tatum.116 Hierbei wird transoral ein knöchernes Fenster in die vordere Kieferhöhlenwand präpariert und unter Präparation der Kieferhöhlenmembran vom Knochen in den Sinus maxillaris luxiert. Hierdurch entsteht ein Fenster über dem alveolaren Restknochen, in welches Augmentationsmaterial eingebracht werden kann. Eine simultane Implantation ist möglich.77 Abwandlungen der Technik schließen das Präparieren eines Fensters ohne Knochendeckel oder im Falle einer Verletzung der Kieferhöhlenmembran eine Deckung mit Biomaterialmembranen ein.117

Die zweite Technik zur Sinusbodenelevation ist die indirekte Technik nach Summers.118,119 Hierbei wird mit Os­teotomen über den Bohrlochzugang von krestal der ­Sinusboden indirekt angehoben. Es folgt dann ggf. das Einbringen von Knochenspänen oder alloplastischem Material sowie als letzten Schritt die Implantation.

Alveolarkammaufbau im Oberkieferseitenzahnbereich

Im Falle ausgedehnter, meist parodontitisbedingter, vertikaler Knochenresorptionen im Oberkieferseitenzahnbereich kann ein absoluter Höhenverlust des Alveolarkammes gegeben sein. Dieser kann bei geplantem festsitzenden Zahnersatz im teilbezahnten Kiefer oft nicht durch eine Sinusbodenelevation allein behandelt werden, da die prothetischen Kronenlängen ungünstig wären. In diesem Fall ist die vertikale Kieferkammaugmentation indiziert, wobei autologer Block, kommerzielles Blockmaterial und stabile GBR-Techniken Anwendung finden können (Abb. 16). Vertikale Osteomietechniken sind im Oberkieferseitenzahnbereich von limitierter Bedeutung.

Alveolarkammaufbau im Unterkieferseitenzahnbereich

Im Unterkieferseitenzahnbereich stellt der vertikale ­Kno­chenverlust ein regelmäßiges Problem bei der Versorgung mit festsitzendem Zahnersatz dar. Wegen der oft auch verminderten Breite des verbliebenen Alveolarkammes und dem anatomischen Problem der Lage des Nervus ­alveolaris inferior ist diese Augmentation besonders ­kritisch. In jenen Fällen ohne große vertikale Knochenverluste kann mit GBR- oder Tunneltechnik horizontale Augmentation durchgeführt werden. Für komplexe Augmentationen ist primär eine Blockaugmentation ­geeignet, wobei auch hier der klassische Block und der Gellrich-Block empfohlen werden (Abb. 17). Bei geeigneter Situation kann auch eine stabile GBR-Technik ­angewendet werden. Eine ­Alternative sind kurze Implantate.

Ich danke Prof. Dr. med. Dr. med. dent. Wilfried Wagner ­(Direktor der Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie der Johannes Gutenberg-Universität, Mainz), bei welchem ich meine Habilitation, welche dieser Übersichtsarbeit zugrunde liegt, erstellt habe.

Autoren: Prof. Dr. med. Dr. med. dent. Florian G. Draenert, Dominic Hützen

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