3-D-Planung

Navigierte Knochenringtechnik, retromolarer Knochenblock, dreidimensionale Planung, schablonengeführte Chirurgie, digital dentistry

Bone & Implant: Die Evolution der Knochenrekonstruktion

20.03.2011

Mit der navigierten Knochenringtechnik sicher und vorhersagbarer augmentieren
Mit der navigierten Knochenringtechnik sicher und vorhersagbarer augmentieren

Die innovativen Konzepte der digital dentistry erlauben weit mehr als nur die dreidimensionale Planung beziehungsweise schablonengeführte Implantatinsertion. Mit der am Markt etablierten ExpertEase-Software lässt sich auch die Knochenrekonstruktion planen. Wir haben nun ein Protokoll entwickelt, das darüber hinaus auch die navigierte Knochentransplantation ermöglicht. Das sogenannte Bone & Implant-Protokoll basiert auf der Knochenringtechnik mit simultaner Implantatinsertion, die von Giesenhagen beschrieben wurde. Neben der 3-D-Planungssoftware und speziellen Trepanfräsen wird dieses Verfahren durch das Ankylos-Implantat vervollständigt. Anhand von zwei Patientenbeispielen werden die klassische Ringtechnik und das Bone & Implant-Protokoll dargestellt.

Die innovativen Ideen der digital dentistry beeinflussen die Implantologie wie kaum eine andere Neuerung in der jüngeren Vergangenheit. Durch die computergestützte Therapie entsteht nicht nur ein ungekanntes Gefühl der Sicherheit bei der Planung, die Möglichkeiten, angefangen von der genauen Übertragung der Daten auf den Patienten, bis hin zum revolutionären Ansatz der digitalen Abdrucknahme sind atemberaubend. Selbstverständlich bedeutet das nicht, dass präzises Handwerk und profundes Wissen zukünftig überflüssig werden – im Gegenteil: Nur wer die klinische Situation richtig interpretieren kann, fundierte Kenntnisse der Anatomie hat und chirurgisch versiert ist, kann tatsächlich von diesen neuen Methoden profitieren. Denn eins ist sicher, mangelndes Know-how kann auch der leistungsfähigste Computer und die beste Software nicht ausgleichen.

Digital dentistry bedeutet heute vor allem die exakte Konzeption und Durchführung von Implantatinsertionen. Dabei bietet die 3-D-Planung zusammen mit der schablonengeführten Chirurgie weit mehr als nur die Bestimmung und Lokalisierung der idealen Implantatposition. Mit der ExpertEase Software (DENTSPLY Friadent, Mannheim) wird Guided Surgery schon jetzt im Bereich der Knochenrekonstruktion anwendbar. Insbesondere hier können die durch CTs oder DVTs gewonnenen Daten von unschätzbarem Wert sein, geht es doch gerade bei Transplantationen von autologem Knochen um höchst sensible Eingriffe. In Kombination mit klinisch bewährten Techniken wird die Vorhersagbarkeit von Knochentransplantationen gesteigert, die Morbidität dagegen gesenkt. Am Beispiel eines Patientenfalls, möchten wir die virtuelle Planung und die Methodik der navigierten Knochenringtechnik darstellen. Tatsächlich ist die Patientin bereits mit einem Knochenblock und anschließender Implantatinsertion versorgt worden. Zwar wurde auch diese Behandlung schon softwaregestützt geplant, zum Zeitpunkt der Therapie waren die für das Bone & Implant Protokoll notwendigen Instrumente aber noch nicht erhältlich, so dass das retromolar gewonnene Knochentransplantat für uns Therapie der Wahl war. Der gezeigte Fall soll verdeutlichen, wie schon in dieser Phase die Vor-und Nachteile einer Technik bezogen auf die individuelle Patientensituation abgewogen werden können. Allerdings ist für diese Protokoll auch die genaue Kenntnis der klassischen Knochenringtechnik mit simultaner Implantatinsertion, wie sie von Giesenhagen beschrieben wurde, ausschlaggebend [2-5]. Daher wird auch diese anhand eines weiteren Patientenfalls detailliert vorgestellt.

Knochenrekonstruktionstechniken

 Gegen Ende des letzten Jahrhunderts haben sich zur Rekonstruktion verloren gegangener Hartgewebe unterschiedliche Verfahren etabliert, durch die – unter Vermeidung zusätzlicher Operationsfelder außerhalb der Mundhöhle – ein suffizientes Knochenangebot erzielt werden kann. Khoury beschrieb bereits 1999 die erfolgreiche dreidimensionale Knochenrekonstruktion mittels eines retromolar gewonnen Blocks [6]. Die Verwendung von spongiösem und kortikalem Knochen führt zu einer sicheren und dabei auch überraschend schnellen Regeneration mit vitalem und belastungsfähigem Knochen. Während bei Augmentationen mit xenogenem Material eine Einheilzeit von mindestens einem halben Jahr zu empfehlen ist, kann bei Verwendung von Eigenknochen schon nach vier Monaten die weiterführende Therapie ins Auge gefasst werden. Mittels sagittaler Spaltung des Kieferknochens lässt sich das horizontale Knochenangebot optimieren [1, 7, 8]. Allerdings kann man mit diesem bone splitting keine zusätzliche Höhe gewinnen und die real erzielbare Knochenbreite ist nicht exakt planbar, selbst mithilfe des Computers nicht. Dies liegt zum Beispiel an der tatsächlichen Qualität, der Sprödigkeit und Dehnfähigkeit des Knochens. Auch bezüglich des Weichgewebes gibt es hier limitierende Faktoren. Um dieses Verfahren anwenden zu können, wird eine minimale Knochenbreite von drei Millimetern für das Standardverfahren angegeben.

Auch bei genauer Kenntnis der Anatomie und fundierter chirurgischer Erfahrung ist selbst für den kundigsten Behandler die Durchführung dieser Konzepte sehr anspruchsvoll. Dies unter anderem deshalb, weil bislang nur höchstens teilnormierte Instrumente zur Verfügung standen. So verwenden wir für die Präparation des Knochens bei diesen beiden Verfahren ausschließlich die Piezo-Chirurgie. Zudem ist eine zweidimensionale Diagnostik mittels OPG oft suboptimal, um alle sensiblen anatomischen Strukturen detailliert beurteilen zu können. Alles in allem bedeutet die erfolgreiche Umsetzung der beschriebenen Verfahren eine hohe Lernkurve mit unter Umständen auch unbefriedigendem Ergebnis. Das gilt insbesondere für auftretende Komplikationen, wie Frakturen oder Sensibilitätsstörungen in der Spenderregion bis hin zu ungenügender Weichgewebsabdeckung.

In unserer Praxis verwenden wir zunehmend als alternative Vorgehensweise, die von Giesenhagen erweiterten Knochenringtechnik, da sie auch bei größeren Defekten eine simultane Augmentation mit Implantatinsertion erlaubt: Mit einer Trepanfräse wird ein auf die Empfängerregion angepasster Knochenring aus der Spenderregion entnommen und zur vertikalen Knochenrekonstruktion im Bereich des zu inserierenden Implantats eingesetzt [2-5, 9, 10]. Das Implantatbett wird durch den Ring präpariert und dieser dann durch Presspassung zunächst stabilisiert und schließlich über das Implantat fixiert. Besonders in Kombination mit dem Ankylos-Implantat lassen sich sehr gute Ergebnisse erzielen, wie in verschiedenen Fallberichten dargelegt werden konnte. Durch das progressive Gewindedesign wird einerseits apikal eine gute Primärstabilität erreicht, während andererseits der krestale Bereich gewindefrei ist und so eine Überbelastung des verankerten Knochenrings vermieden wird. Anhand eines klinischen Falls soll das konventionelle Prozedere unter Kombination verschiedener Techniken, wie wir es bis dato in unserer Praxis zur Rehabilitation komplexer Fälle verwendet haben, kurz skizziert werden (Abb. 1 bis 12). Bei der damals 43-jährigen Patientin sollten die verloren gegangenen Zähne durch Implantate ersetzt werden. Im anterioren Bereich imponierte ein massiver Knochendefekt, der sich bis zum Nasenboden ausdehnte. Eine isolierte Anwendung der Ringtechnik war hier nicht möglich, da der eingesetzte Ring mindestens zu 60 % auf ortständigem Knochen aufliegen sollte, um eine suffiziente Ernährung sicherzustellen. Bei zu groß dimensionierten Rekonstruktionen mit Knochenblöcken besteht immer die Gefahr, dass das vorhandene Weichgewebe nicht ausreicht, um das Operationsgebiet adäquat zu decken. Daher wurde bei dieser Patientin im ersten Schritt ein retromolar gewonnener Knochenblock in die Empfängerregion eingesetzt und gleichzeitig die Weichgewebssituation mittels eines Bindegewebstransplantats verbessert. So konnte einerseits genügend Auflagefläche für die später angewendete Knochenringtechnik geschaffen werden, während andererseits die spannungsfreie Deckung der augmentierten Bereiche sichergestellt wurde. Die in diesem Fall aus der Kinnregion entnommenen und bereits für die Aufnahme der Implantate aufbereiteten Ringe sind entsprechend der von Giesenhagen beschriebenen Vorgehensweise in den Empfängerknochen eingepasst und mittels der inserierten Implantate fixiert worden (Ankylos, DENTSPLY Friadent, Mannheim). Auf diese Weise konnte die doch sehr anspruchsvolle Situation mit nur zwei chirurgischen Eingriffen augmentiert und implantiert werden.

  • Abb. 1: Die klinische Ausgangssituation nach Augmentation eines Knochenblocks und Bindegewebstransplantats.
  • Abb. 2: Nach Darstellung des Operationsfeldes wird das Ausmaß des Defizits erkennbar.
  • Abb. 1: Die klinische Ausgangssituation nach Augmentation eines Knochenblocks und Bindegewebstransplantats.
  • Abb. 2: Nach Darstellung des Operationsfeldes wird das Ausmaß des Defizits erkennbar.

  • Abb. 3: Der passende Durchmesser der Trepanfräse muss intraoperationem ausgewählt werden.
  • Abb. 4: Die Entnahmestelle am Kinn wurde übersichtlich dargestellt, bevor die Ringe mit der Trepanfräse präpariert werden konnten.
  • Abb. 3: Der passende Durchmesser der Trepanfräse muss intraoperationem ausgewählt werden.
  • Abb. 4: Die Entnahmestelle am Kinn wurde übersichtlich dargestellt, bevor die Ringe mit der Trepanfräse präpariert werden konnten.

  • Abb. 5: Anschließend erfolgte im Zentrum des Rings bereits die schrittweise Aufbereitung für die spätere Implantatinsertion.
  • Abb. 6: Zuletzt wird das Gewinde vorgeschnitten.
  • Abb. 5: Anschließend erfolgte im Zentrum des Rings bereits die schrittweise Aufbereitung für die spätere Implantatinsertion.
  • Abb. 6: Zuletzt wird das Gewinde vorgeschnitten.

  • Abb. 7: Die luxierten Knochenringe.
  • Abb. 8: Entsprechende Aufbereitung des Empfängerknochens zur Insertion des Implantats.
  • Abb. 7: Die luxierten Knochenringe.
  • Abb. 8: Entsprechende Aufbereitung des Empfängerknochens zur Insertion des Implantats.

  • Abb. 9: Die Knochenringe sind transplantiert und durch die inserierten Ankylos Implantate am ortsständigen Knochen fixiert.
  • Abb. 10: Postoperative Röntgenkontrolle; die Osteosyntheseschrauben zur Fixierung des initial transplantierten Knochenblocks sind gut erkennbar.
  • Abb. 9: Die Knochenringe sind transplantiert und durch die inserierten Ankylos Implantate am ortsständigen Knochen fixiert.
  • Abb. 10: Postoperative Röntgenkontrolle; die Osteosyntheseschrauben zur Fixierung des initial transplantierten Knochenblocks sind gut erkennbar.

  • Abb. 11: Nach etwa vier Wochen zeigen sich nicht nur suffiziente knöcherne Dimensionen, sondern auch gesunde Weichgewebsverhältnisse.
  • Abb. 12: Im Weiteren erfolgte die anatomisch korrekte Weichgewebsausformung mittels verschraubtem Provisorium.
  • Abb. 11: Nach etwa vier Wochen zeigen sich nicht nur suffiziente knöcherne Dimensionen, sondern auch gesunde Weichgewebsverhältnisse.
  • Abb. 12: Im Weiteren erfolgte die anatomisch korrekte Weichgewebsausformung mittels verschraubtem Provisorium.

Obwohl wir mit diesem Protokoll in unserer Praxis bereits sehr erfolgreich waren, kann die Verwendung von nicht normierten Instrumenten immer auch Unwägbarkeiten beinhalten. Man könnte fast sagen, dass die Planungsphase hierbei tatsächlich erst intraoperativ, also am Patienten finalisiert wird: Erst nach Darstellung von Spender- und Empfängerregion kann der erfahrene Chirurg die Knochentransplantation vor allem durch Ein- und Abschätzen der Situation durchführen. Die Zeit ist reif, um die Techniken aus dem letzten Jahrhundert mit den Möglichkeiten des neuen Jahrtausends zu kombinieren! Mit der aktuellen ExpertEase Software kann auch die exakte Planung der Knochenentnahme in 3-D vorgenommen werden. Und nicht nur das: Dank genormter Instrumente ist ab jetzt sogar die geführte Chirurgie durchführbar. Wir haben ein Protokoll entwickelt, indem normierte Instrumente (Flexi Kit mit Bone & Implant Modul, Ustomed, Tuttlingen) (Abb. 13) ausgehend von der dreidimensionalen Planung mit ExpertEase über die Augmentation bis hin zur Implantation von Ankylos Implantaten ein komplett computerunterstütztes Vorgehen erlauben. Diese neuartige Kombination aus Hard- und Software wird als „Bone & Implant“- Konzept bezeichnet.

  • Abb. 13: Flexi Kit mit Bone und Implant Modul (Ustomed, Tuttlingen).
  • Abb. 13: Flexi Kit mit Bone und Implant Modul (Ustomed, Tuttlingen).

Im Folgenden stellen wir diese zukunftsweisende Interpretation von „Guided Bone Regeneration“ vor. Tatsächlich wurde der gezeigte Fall bereits vor kurzem in unserer Praxis versorgt. Da die speziellen Trepanfräsen noch nicht zur Verfügung standen, entschieden wir uns für die Knochenblockentnahme. Heute allerdings könnten wir die Therapie noch individueller planen und durch die Kombination aus realen Instrumenten und den dazugehörigen virtuellen Analogen, weitaus sicherer und vorhersagbarer arbeiten.

Ausgangssituation

 Bei einer 70-jährigen Patientin sollten der zweite Prämolar und die folgenden beiden Molaren im linken unteren Quadranten durch Implantate ersetzt werden. Da die Zähne bereits vor längerer Zeit verloren gegangen waren, hatten sich auch die knöchernen Strukturen entsprechend zurück gebildet. Die genaue Analyse zeigte, dass eine Augmentation zwingend erforderlich war, um eine Implantatinsertion zu ermöglichen.

Die ExpertEase 3-D-Planungs-Software erlaubt verschiedene Ansichten der zur Verfügung stehenden DVT-Daten. Neben der detailgetreuen Abbildung des Kiefers sind auch sensible Strukturen, wie der Verlauf des Nervus alveolaris inferior, unter anderem auch im Knochenquerschnitt darstellbar. Die idealen Positionen der Suprakonstruktion und der entsprechenden Implantate mit Länge und Durchmesser können genau festgelegt werden. Dieses klassische „Backward Planning“ macht außerdem das ganze Ausmaß des Knochendefizits sichtbar und lässt erkennen, dass eine Übertragung der idealen Rekonstruktion auf die klinische Situation ohne weitere Maßnahmen nicht möglich ist (Abb. 14 a - c). Daher werden im zweiten Schritt unterschiedliche Optionen zur virtuellen Augmentation durchgespielt.

  • Abb. 14a: Virtuelle Planung der idealen Kronenposition („Backward Planning“) mit der ExpertEase Software (DENTSPLY Friadent, Mannheim).
  • Abb. 14b und c: Unterschiedliche Ansichten der ideal positionierten Implantate.
  • Abb. 14a: Virtuelle Planung der idealen Kronenposition („Backward Planning“) mit der ExpertEase Software (DENTSPLY Friadent, Mannheim).
  • Abb. 14b und c: Unterschiedliche Ansichten der ideal positionierten Implantate.

Knochenrekonstruktion

 Für die Augmentation des Implantatlagers wurde zuerst die retromolare Knochenblockentnahme digital geplant. Eine Gewinnung von autologem Material an der linea obliqua externa böte sich an, da sie in unmittelbarer Nachbarschaft zum Empfängerort liegt. Die Ausdehnung und Form des Defekts können detailgetreu auf den retromolaren Bereich übertragen werden (Abb. 15). In allen Dimensionen lässt sich der Knochenaufbau beurteilen. Nicht nur die Positionen der Implantate, sondern sogar die Lokalisationen der Schrauben zur Fixierung des Knochenblocks können präzise festgelegt werden, dabei immer den Verlauf des Unterkiefernervs im Blick (Abb. 16 a und b). Sogar die Übertragung der Position und Ausdehnung des Knochenblocks mittels knochengestützter Schablone wäre denkbar.

  • Abb. 15: Virtuelle Entnahme des Knochenblocks an der linea obliqua externa.
  • Abb. 16a (li.): Positionierung der Osteosyntheseschrauben. Abb. 16b (re.): Ansicht des fixierten Blocks von bukkal.
  • Abb. 15: Virtuelle Entnahme des Knochenblocks an der linea obliqua externa.
  • Abb. 16a (li.): Positionierung der Osteosyntheseschrauben. Abb. 16b (re.): Ansicht des fixierten Blocks von bukkal.

Navigierte Knochenringtechnik (Bone & Implant Protokoll)

Durch die elegante Kombination dieses Konzepts, die auch bei großen Defekten den gezielten Aufbau des Implantatlagers erlaubt, mit den Möglichkeiten der 3-D-Planung und der Anwendung von normierten für die navigierte Knochenringtechnik entwickelten Trepanfräsen (Abb. 17) wird sich diese Vorgehensweise mehr und mehr in der Praxisroutine etablieren. Die Knochenentnahme und Transplantation des Rings kann mit den in der ExpertEase Software hinterlegten Daten detailliert geplant werden und alle möglichen Risiken schon im Vorfeld bewertet werden (Abb. 18 bis 22). Auf Basis dieser Daten wird die zunächst virtuell erstellte Bohrschablone (Abb. 23) im stereolithografischen Verfahren hergestellt (Materialise Dental, B-Leuven). Mit dieser ExpertEase Bohrschablone kann sowohl die Knochenringtechnik als auch die Implantatinsertion navigiert durchgeführt werden (indirekte Navigation). Nach Abwägung aller Vor-und Nachteile der gezeigten Konzepte hätten wir heute mit den zur Verfügung stehenden computergestützten Planungstools, den genormten Instrumenten und unter Verwendung von Ankylos in jedem Fall der navigierten Knochenringtechnik den Vorzug gegeben.

  • Abb. 17: Spezielle Trepanfräsen für die navigierte Knochenringtechnik (Ustomed).
  • Abb. 18: Dreidimensionale Planung der navigierten Knochenringtechnik: Die Abbildung zeigt die positionierten Implantate und Knochenringe im Querschnitt.
  • Abb. 17: Spezielle Trepanfräsen für die navigierte Knochenringtechnik (Ustomed).
  • Abb. 18: Dreidimensionale Planung der navigierten Knochenringtechnik: Die Abbildung zeigt die positionierten Implantate und Knochenringe im Querschnitt.

  • Abb. 19: Positionierung der Knochenringe im Knochen.
  • Abb. 20: Alle drei geplanten Knochenringe in Position.
  • Abb. 19: Positionierung der Knochenringe im Knochen.
  • Abb. 20: Alle drei geplanten Knochenringe in Position.

  • Abb. 21: Screenshot der Knochenring-Entnahmestellen im Kinn und korrespondierende Implantatpositionen.
  • Abb. 22a und b: Knochenringe und Trepanfräse mit Führungspins.
  • Abb. 21: Screenshot der Knochenring-Entnahmestellen im Kinn und korrespondierende Implantatpositionen.
  • Abb. 22a und b: Knochenringe und Trepanfräse mit Führungspins.

  • Abb. 23: Virtuelle Bohrschablone mit positionierten Knochenringen und Implantaten sowie festgelegten Entnahmestellen.
  • Abb. 23: Virtuelle Bohrschablone mit positionierten Knochenringen und Implantaten sowie festgelegten Entnahmestellen.

Das Bone & Implant Protokoll ermöglicht dank virtueller dreidimensionaler Planung und geführter Operationstechnik (stereolithografische ExpertEase Schablone und speziell für die indirekte Navigation entwickelte Trepanfräsen) eine sehr präzise, vorhersagbare knöcherne Rekonstruktion bei gleichzeitiger Implantation. Der im Rahmen dieser Technik gewonnene Knochen überzeugt qualitativ als auch quantitativ. Zusätzlich werden die Anzahl der Eingriffe, das Trauma und die Behandlungsdauer deutlich reduziert.

  • Abb. 24: Das Ankylos Implantat (DENTSPLY Friadent) als Teil des Bone und Implant Protokolls.

  • Abb. 24: Das Ankylos Implantat (DENTSPLY Friadent) als Teil des Bone und Implant Protokolls.

Das Ankylos-Design ist ein wichtiger Bestandteil des Bone & Implant Protokolls. Ein Grund dafür ist die primärstabile Fixierung des Rings auch in reduziertem ortsständigem Knochen durch das progressive Gewindedesign. Darüber hinaus erlaubt die mikrobewegungsfreie TissueCare-Verbindung in Kombination mit dem gewindefreien Hals ohne krestale Auftulpung eine in alle Dimensionen völlig freie Platzierung des Implantats (Abb. 24). Das Bone & Implant Protokoll wird in unserer Praxis bereits angewendet und aktuell werden erste Fälle dokumentiert. Diese werden an anderer Stelle vorgestellt. Die Anwendung aller beschriebenen Techniken setzt eine fundierte Ausbildung voraus. Zum Erlernen der klassischen Knochenringtechnik empfehlen wir daher den Besuch eines Kurses in einem Knochenringzentrum (www.knochenring.de). Für die navigierte Knochenringtechnik bieten wir Weiterbildungen im Bone & Implant Center Öhringen an..

 

  • Dr. Jan Kielhorn

  • Dr. Jan Kielhorn

 

 

 

 

 

Anmerkung: Die OP in Abb. 1–12 wurde von Dr. Jan Kielhorn und Dr. Bernd Giesenhagen durchgeführt. 

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Jan Kielhorn

Bilder soweit nicht anders deklariert: Jan Kielhorn


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