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Foto: Dr. Peter Schüpbach

Die Hauptherausforderung bei Keramikimplantaten lag lange Zeit in deren Osseointegrationsfähigkeit. Studienergebnisse deuten darauf hin, dass die Oberflächenrauigkeit eines Zirkonoxidimplantats einen entscheidenden Einfluss auf dessen Einheilerfolg hat.^1–5 Dies deckt sich mit den Erkenntnissen einer neuen präklinischen Studie der Schweizer Forscher Dr. Roland Glauser und Dr. Peter Schüpbach, die bestätigt, dass zweiteilige Patent™ Zirkonoxidimplantate (Zircon Medical Management, Schweiz) dank ihrer hochgradig rauen enossalen Oberfläche einen schnellen und vorhersagbaren Einheilerfolg erzielen.⁶

Die Ergebnisse wurden im International Journal of Implant Dentistry unter dem Titel "Early bone formation around immediately placed two-piece tissue-level zirconia implants with a modified surface: an experimental study in the miniature pig mandible" publiziert (einsehbar unter: https://doi.org/10.1186/s40729-022-00437-z).

Studienaufbau

Im Rahmen der experimentellen Studie am Tiermodell untersuchten die Forscher die frühe Knochenbildung und die Knochenheilungsmechanismen um zweiteilige Patent™ Zirkonoxidimplantate. Bei vier Minischweinen (Spezies sus scrofa domesticus) wurden zunächst sechs Prämolaren extrahiert. Fünf Patent™ Implantate mit einem Soft-Tissue-Level-Design (Patent™ Standard Two-piece Implant; 4,1 mm Durchmesser und 11 mm Länge) und ein Kontrollimplantat aus Titan mit einem Tissue-Level-Design (Straumann® Standard RN Roxolid; 4,1 mm Durchmesser und 10 mm Länge; SLActive® Oberfläche) wurden als Sofortimplantate in jedem Tier unter Vollnarkose eingesetzt. Die Implantate wurden zur transmukosalen Einheilung belassen. Es fand kein Ausgleich des Knochenniveaus mithilfe von Augmentationsverfahren oder Membranen statt. Es gingen keine Implantate während der Einheilung verloren. Zwei Tiere wurden nach vier Wochen geopfert und zwei nach acht Wochen. Die histologischen Proben wurden mit Leica-Lichtmikroskopen analysiert. Der Knochen-Implantat-Kontakt (BIC) wurde vom krestalsten Knochen-Implantat-Kontaktpunkt bis hin zum Apex des Implantats gemessen.

Patent™ Implantate werden aus Yttrium-stabilisiertem Zirkoniumdioxid in einem patentierten Herstellungsverfahren hergestellt. In einem hochkomplexen Prozess wird die enossale Implantatoberfläche im Vorsinterstadium gestrahlt. Die resultierende hochraue BBS-Oberfläche ("blasted before sintering") ist mit einer enossalen Rautiefe von Ra 5,7 µm etwa fünfmal rauer als andere dokumentierte Zirkonoxidimplantatoberflächen.^{7, 8} Der transmukosale Anteil des Patent™ Implantats ist maschiniert. Die Kontrollimplantate aus Titan weisen eine enossale Oberflächenrauigkeit von Ra 2,2 µm auf und haben ebenfalls einen maschinierten transmukosalen Anteil.

Resultate

Vier und acht Wochen post implantationem zeigten die Patent™ Implantate hohe Osseointegrationsraten. Nach vier Wochen betrug der BIC für die Testimplantate 73,7 % (SD ± 16,8) und für die Kontrollimplantate 58,5 %. Nach acht Wochen waren beide Implantattypen mit einem BIC von 82,4 % (SD ± 16,9) respektive 93,6 % (SD ± 9,1) vollständig osseointegriert. Die Autoren beobachteten eine Knochenbildung im Sinne einer Kontaktosteogenese direkt auf und entlang der Patent™ Implantatoberfläche. Sie kommen zu dem Schluss, dass die Patent™ Oberfläche als hochgradig osteokonduktiv eingestuft werden kann. Auch messen sie Knochenfragmenten eine entscheidende Bedeutung für die Beschleunigung des initialen Knochenbildungsprozesses bei.⁹ Das Patent™ Implantat kratzt mit seiner hochrauen Oberfläche während der Insertion Knochenanteile entlang der Osteotomiewände ab. So entsteht eine Schmierschicht aus Knochenfragmenten und Blut, die einen Teil der Implantatoberfläche unmittelbar nach dem Einsetzen bedeckt.^{10, 11} Die Autoren vermuten, dass der überaus hohe BIC der Patent™ Implantate nach vier Wochen Einheilung mit einem vergleichsweise hohen Maß an osteogenen Knochenfragmenten und einer vergleichsweise ausgeprägten  Schmierschicht zusammenhängen könnte.

^{Bild: Histologische Proben wurden nach vier und nach acht Wochen Einheilung mittels Leica-Lichtmikroskopen analysiert (© Dr. Peter Schüpbach).}

Fazit

Die Erkenntnisse dieser experimentellen präklinischen Studie untermauen den wissenschaftlichen Konsens, dass die enossale Oberflächenrauigkeit von Zirkonoxidimplantaten einen entscheidenden Einfluss auf den Osseointegrationserfolg hat. Die Autoren berichten, dass das zweiteilige Patent™ Implantat nicht nur eine schnelle und zuverlässige Osseointegration erreicht, sondern dass es dank seiner hochrauen enossalen BBS-Oberfläche alle anderen Zahnimplantate, die in vergleichbaren Studien bisher untersucht worden sind, in puncto Osseointegrationserfolg und -geschwindigkeit in den Schatten stellt.

^{Bild: Die enossale Oberfläche des Patent™ Implantats ist bis zu fünfmal rauer als andere dokumentierte Keramikimplantatoberflächen (2.500-fache Vergrößerung, © Dr. Peter Schüpbach).} 

^Literatur

1. ^{Akagawa Y, Ichikawa Y, Nikai H, Tsuru H. Interface histology of unloaded and early loaded partially stabilized zirconia endosseous implant in initial bone healing. J Prosthet Dent. 1993;69(6):599–604.}
2. ^{Scarano A, Di Carlo F, Quaranta M, Piatelli A. Bone response to zirconia ceramic implants: an experimental study in rabbits. J Oral Implantol. 2003;29(1):8–12.}
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6. ^{Glauser, R., Schupbach, P. Early bone formation around immediately placed two-piece tissue-level zirconia implants with a modified surface: an experimental study in the miniature pig mandible. Int J Implant Dent 8, 37 (2022). https://doi.org/10.1186/s40729-022-00437-z}
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9. ^{Bosshardt DD, Salvi GE, Huynh-Ba G, Ivanovski S, Donos N, Lang NP. The role of bone debris in early healing adjacent to hydrophilic and hydrophobic implant surfaces in man. Clin Oral Implants Res. 2011;22(4):357–64.}
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11. ^{Tabassum A, Walboomers F, Wolke JG, Meijer GJ, Jansen JA. Influence of the surgical technique and surface roughness on the primary stability of an implant in artificial bone with a density equivalent to the maxillary bone: a laboratory study. Clin Implant Dent Relat Res. 2011;13(4):269–78.}

Quelle: Zircon Medical