Eine Fallstudie von Ioannis Papadimitriou, Fachzahnarzt in der Oralchirurgie, Funktionsoberarzt an der Klinik für Mund-, Kiefer-, Gesichtschirurgie St. Lukas Krankenhaus, Solingen (Chefarzt: Priv. Doz. Dr. Dr. M. Martini)

Die dentale Implantologie hat sich zu einer grundlegenden Komponente der oralen Rehabilitation entwickelt und ist eng mit der prothetischen Therapie verbunden. Das Ziel der Implantologie wie auch der Prothetik ist der Ersatz eines verlustig gegangenen natürlichen Zahns und restitution ad integrum zu verwirklichen. Um dieses Ziel zu erlangen, wurden seit vielen Jahrhunderten Versuche mit den unterschiedlichsten Materialien und Techniken unternommen. In den vergangenen Jahrzehnten haben sich dabei vor allem Implantate aus Metallen als Alternative zu rein prothetischen Therapien äußerst erfolgreich etabliert – inwiefern sich diese jedoch unter Umständen negativ auf den Organismus auswirken und aus welchen Gründen sie zu entzündlichen Reaktionen führen können, muss näher betrachtet werden. 3,9

In der Mitte des 20. Jahrhunderts wurde erstmals von der Göteborger Forschungsgruppe um Per-Ingvar Brånemark die Bioverträglichkeit unterschiedlicher Materialien im Knochen erforscht und hat seitdem einen bis heute ungebrochenen Aufschwung in der dentalen Implantologie ausgelöst. Es wurde festgestellt, dass Implantate aus Reintitan ohne Zeichen einer Entzündung oder Abstoßungsreaktion im Knochen einheilen. Diesen Vorgang definierte er als Osseointegration, die alle Elemente der Biokompatibilität, der Bioaktivität und eines bioinerten Werkstoffs umfasst.3,4 Der Begriff der Biokompatibilität definiert Werkstoffe, die keine negativen Effekte auf lebende Organismen haben. Dies ist bei Implantaten äußerst entscheidend, da sie langfristig im lebenden Gewebe verbleiben. Für die Implantologie vorgesehene Materialien müssen ferner bioinert sein. Das heißt, es dürfen dazu keine toxischen Substanzen freigesetzt werden. Eine Bioaktivität wird angezielt, die darin besteht, dass eine chemische Verbindung zwischen dem Implantat und dem umgebenden Gewebe hergestellt wird. 3,4 Da Brånemark diese Eigenschaften bei Reintitan nachweisen konnte, ist es heute das Material der Wahl für Implantate. Eine Alternative zu Reintitan ist Zirkonoxid, das ebenfalls sehr gute biokompatible Eigenschaften besitzt. Außerdem werden in der Medizin auch weitere Metalle, Metalllegierungen, Polymere und Keramiken als biokompatible Werkstoffe verwendet. 3,4

Die für die Osseointegration wichtige Knochenanlagerung an der Titanimplantatoberfläche konnte ebenfalls in vielen Studien bestätigt werden (Abb. 1). Die Primärstabilität wird durch ein mechanisches Verblocken realisiert. Während sich natürliche Zähne gleichzeitig mit einem parodontalen Gewebe entwickeln und eine funktionelle Einheit bilden, bestehen enossale Implantate als künstlicher Zahnersatz aus anorganischem Material, zu dem jedoch bisher kein künstliches Parodont gefunden werden konnte. Hierin besteht ein Schwachpunkt gegenüber späteren periimplantären Entzündungen. 11,14

Die morphologischen Differenzen zwischen einem natürlichen Zahn und einem Titanimplantat verursachen eine höhere Entzündungsneigung bei Implantaten. Insgesamt weisen Metalle gute mechanische Eigenschaften auf, aber ihre Korrosionsanfälligkeit, die mögliche Freisetzung von Metallionen und infolgedessen die Sensibilisierung des Organismus stellen Nachteile dar. Deshalb ist ein manschettenförmiges stabiles Weichgewebe, um das in die Mundhöhle ragende Implantat definitiv anzupeilen, für den Langzeiterfolg eines Implantats inklusive der prothetischen Versorgung. Die Heilungsabläufe nach Implantation können ausschließlich von einem vitalen Knochen ausgehen.12, 14, 19

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Abbildung 1: Histologie natürlicher Zahn und Implantat im Vergleich (Quelle: Berglundh, Zitzmann, Donati 2011)

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Abb. 3: … an den Implantaten.

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Abb. 5: … der Suprakonstruktion.

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Abbildung 2: Periimplantitis klinisch und röntgenologisch

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Abb. 4: Korrosion an den Implantaten und …

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Abb. 6: REM-Aufnahmen zur Wirkung von Streptococcus sanguis auf die Titanoberfläche

Metallabrieb bei der Insertion und seine Folgen

Die originale Implantatoberfläche und -form werden durch den Insertionsvorgang modifiziert. Dabei verursacht eine sehr tiefe Insertion größere Schäden an Knochen und Implantat als eine weniger forcierte Insertion. Durch Torsion und Reibung des Implantats am Knochen werden Titanpartikel aus der Oberflächenstruktur des Implantats herausgelöst und in das schon geschädigte Knochengewebe abgesondert. Die Größe der freigesetzten Titanpartikel schwankt zwischen 10 nm bis 20 μm. An den scharfen Implantatkanten ist durch die Insertion zum Teil auch die gesamte Oxidschicht verlorengegangen. Der Verlust der Oxidschicht hängt auch vom Implantattyp ab.7,18,23 Dass Implantate mit einer Beschichtung aus mit Fluorhydroxyapatit (FHA-Ti) weniger anfällig gegenüber Abrieb während der Insertion waren als plasmabeschichtete Implantate (Titan-Plasma-Spray = TPS-Implantate), zeigten Martini et al. in ihrer Studie aus dem Jahr 2003. Titanpartikel, die von plasmabeschichteten Implantaten freigesetzt worden waren, waren in einem Abstand von 200 bis 250 μm von der Implantatoberfläche zu finden und verhinderten eine Neoosteogenese. Eine Deformierung des Implantatgewindes ist vor allem in den Bereichen der Mikrofrakturen des Knochens zu erkennen. Sowohl in der periimplantären Mukosa als auch im neugebildeten Knochen lässt sich ein Titanabrieb finden. Es ist sogar auch möglich, dass sich Titanpartikel in weiter entfernt liegenden Organen wie Leber, Niere, Lunge oder Herz nachweisen lassen.8, 26 Neben der Implantatinsertion sind die hohen mechanischen Belastungen der Verbindung zwischen dem Implantat und dem Abutment ein weiterer Faktor, der zur Freisetzung von metallischen Partikeln beiträgt. Auch ein gänzliches Implantatversagen kann infolgedessen auftreten. Zudem können sich an der Implantat-Abutment-Verbindung Mikrospalten bilden, an denen sich ebenfalls Titan- und Metallpartikel lösen können. Mikroleckagen, Materialabnutzung, Materialermüdung und Schraubenlockerung sind weitere mögliche Folgen, die aus diesen Mikrospalten resultieren können. Besonders bei Sechskantverbindungen mit Spielpassung zeigen sich Mirkoleckagen (Abb. 5), durch die – außer dem Metallabrieb und der Materialschädigung – Flüssigkeiten und Bakterien in das Implantatinnere gelangen und eine interne Korrosion des Implantats bewirken. Durch eine konische Verbindung zwischen Implantat und Abutment können die Mikrospaltbewegungen verringert werden.24

Fazit

Stand zu Anfang der Implantologie-Ära die Euphorie über die Problemlösung der Osseointegration im Vordergrund, rückte in den vergangenen Jahren die Fragestellung nach den Gründen einer verkürzten Lebensdauer der Implantate mehr und mehr in den Fokus der Wissenschaft. Die mitunter auch sich als therapieresistent erweisende Periimplantitis wurde als weiterer Hinweis gesehen, dass zur Erlangung einer Osseointegration neben einer lege artis ausgeführten Insertion Faktoren verantwortlich sein können, die bereits während der Insertion den Grundstein für eine Periimplantitis legen. Nano- und mikroskalige Titan- und Zirkonoxid-Partikel lösen sich sowohl von den Instrumenten als auch von den Implantaten schon während der Insertion sowie in der chirurgischen, prothetischen und der Nachsorgephase. Sie lassen sich sowohl im Knochen als auch in anderen Geweben nachweisen und sind erst kürzlich als zytotoxisch eingestuft worden. Die Freisetzung der Partikel kann nach heutigem Stand der Forschung unabhängig von der Implantatoberfläche noch nicht unterbunden werden. Durch die in das periimplantäre Hart- und Weichgewebe versprengten Metall- und Titanionen und -partikel werden zelluläre Reaktionen ausgelöst, die sich mit einer aseptischen chronischen Entzündung vergleichen lassen. Es kann so zu einer therapieresistenten Periimplantitis und damit scheiternden Osseointegration kommen. Zwar zeigen diese klinisch und röntgenologisch sichtbaren periimplantären Veränderungen große Ähnlichkeit mit der Parodontitis auf, aber nicht immer ist eine Periimplantitis bakteriell bedingt. Aus diesem Grund lässt sich das klassische Behandlungskonzept einer Parodontitis nicht allgemein auf die Periimplantitis übertragen. Ein Konzept zur Behandlung der nicht bakteriell bedingten Periimplantitis liegt bislang nicht vor. Häufig ist die partikelinduzierte Periimplantitis von einer Osteolyse begleitet, die eindeutig nicht als bakteriell bedingt betrachtet wird. In solchen Fällen muss eine Explantation mit gründlicher Lavage der Knochenkavität erfolgen. Es bedarf weiterer Untersuchungen, ob und inwieweit knochregenerative Maßnahmen ergriffen werden müssen. Insgesamt gilt dennoch die vorherrschende Meinung, dass metallischen Nano- und Mikropartikel in der dentalen Implantologie nicht von Bedeutung sind. Die Konsensuskonferenz von 2017 definiert aus diesem Grund, die Periimplantitis ohne Faktoren wie Metallpartikel und ihre Zytotoxizität mit einzubeziehen. Allerdings wird ausdrücklich darauf verwiesen, dass weitere Forschungen bezüglich der metallischen Nanopartikel aufgrund ihrer potenziellen Gefährlichkeit unbedingt erforderlich sind.

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Autor

Ioannis Papadimitriou

Ioannis Papadimitriou

  • Seit 4/2020 Fachzahnarzt für Oralchirurgie mit Schwerpunkt Oralchirurgie, Implantologie, (Implantat-)Prothetik und Ästhetischer Zahnmedizin im MVZ „Das Rosenheim“, Kolbermoor
  • Seit 6/2019 Funktionsoberarzt mit Spezialisierung im Bereich der Implantologie und der komplexen augmentativen Fällen unter Priv. Doz. Dr. Dr. M. Martini in der Abteilung für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie der St. Lukas Klinik, Solingen
  • 2/2018-3/2020 Fachzahnarzt für Oralchirurgie mit Schwerpunkt Oralchirurgie, Implantologie, Prothetik und Implantatprothetik in der Praxis „Fair Doctors“, Köln Porz
  • Seit 9/2016 Oralchirurg mit implantologischer Tätigkeit unter Dr. E. T. Merholz in der Abteilung für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie der St. Lukas Klinik, Solingen
  • 9/2016-7/2017 Fachzahnarzt für Oralchirurgie in der Praxis für Oralchirurgie Dr.Burgmann, Leverkusen
  • 10/2016 Ernennung zum Fachzahnarzt für Oralchirurgie von der Zahnärztekammer Nordrhein-Westfalen
  • 11/2015 Erwerb des Tätigkeitsschwerpunkts „Zahnärztliche Lasertherapie“, RWTH Aachen
  • 9/2013-8/2016 Weiterbildungsassistent in Oralchirurgie unter Dr. E. T. Merholz in der Abteilung für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie der St. Lukas Klinik, Solingen
  • 10/2012-7/2013 Assistenzzahnarzt in der Praxis von ZA W. Mees, Köln
  • 02/2012-9/2012 Assistenzzahnarzt im Krankenhaus St. Barbara Westattika, Abteilung für Zahnerhaltung und Zahnärztliche Chirurgie unter dem CA Dr. P. Almagout, Athen
  • 01/2012 Erteilung der zahnärztlichen Approbation durch das Thüringer Landesveraltungsamt in Weimar
  • 10/2006-12/2011 Zahnmedizinstudium an der Friedrich-Schiller-Universität Jena

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