Implantate

BIC; Explantat, Histologie, Osseointegration, Primärstabilität, Sofortbelastung

Follow-up und histologische Beurteilung der Einheilung eines sofortbelasteten Implantates

Die optimale Behandlung des zahnlosen Unterkiefers erweist sich oftmals für ältere Patienten aus Kostengründen problematisch. Auch aus ästhetischen Gründen wird eine möglichst schnelle prothetische Versorgung gewünscht. Eine Möglichkeit bietet sich in Form von sofortbelastbaren Implantaten. Voraussetzung ist, dass Höhe und Breite des Kiefers ausreichend sind und das Zahnfleisch entzündungsfrei ist. Wichtig ist zudem, dass eine hinreichende Primärstabilität der Implantate erzielt werden kann.

Conchran et al. (2004) [5] und Esposito et al. (2007) [10]Osseointegration einschließlich der Beurteilung des definierten eine Sofortbelastung (immediate loading) als direkte Eingliederung der Suprakonstruktion meist am selben Behandlungstag oder 24 Stunden später ? maximal jedoch nach einer Woche. Sofortbelastbare Implantate werden transgingival eingesetzt und so der Behandlungszeitraum verkürzt. Klinische Beobachtungen bestätigten den positiven Erfolg von sofortbelasteten Implantaten [3, 4, 7]. Langzeitbeobachtungen zeigten, dass es in der Regel keinen signifikanten Unterschied bezüglich der Osseointegration von sofort belasteten und spät belasteten Implantaten gibt [2, 7, 11, 15].

Der zahnlose Kiefer kann mit 4 Implantaten (all-on-4) mit gleich großen Abständen von ca. 12 mm [14] versorgt werden. Diese erhalten dann Kugelkopf-Attachments oder Stegkonstruktionen. Als preisgünstigere Alternative kann man mit 5 Implantaten eine 10-gliedrige Brücke, mit 6 Implantaten eine 12-gliedrige Brücke und mit 8 Implantaten eine 14-gliedrige Brücke (Keramik) planen.

Erfahrungen in der Praxis Fatori haben gezeigt, dass wenige Implantate, oftmals nur 5 zur Versorgung des zahnlosen Unterkiefers ausreichen. Die Versorgung mit mehreren Implantaten kann jedoch patientenindividuell erforderlich sein.

Es wird ein Patientenfall vorgestellt, der mit 8 TAG-Implantaten (T.A.G. Dental, Israel, Adrovic, 2015) versorgt wurde, um eine 12-gliedrige Brücke konstruieren zu können. Ein Implantat wurde zur Beurteilung der Osseointegration zusätzlich eingebracht und histologisch untersucht (Patienteneinwilligung lag vor, juristisch geklärt).

Die histologische Untersuchung von explantierten Implantaten mit noch anhaftendem periimplantärem Knochen und Weichgeweben, z. B. mit der hier angewandten Knochendünnschlifftechnik nach Donath [8], erlaubt eine strukturelle Begutachtung der Interfaces zwischen Implantatoberfläche und Knochen [13, 24] an unentkalkten Präparaten, sowie morphometrische Untersuchungen, wie z .B. die Messung des BIC-Indexes (Knochen-Implantat-Kontakt).

Fallvorstellung

Es wird über einen 69-jährigen Patienten mit zahnlosem Unterkiefer berichtet. Klinisch lagen keine Erkrankungen vor. Der Patient ist Nichtraucher. Es fand sich ein ausreichendes Knochenangebot, so dass keine Augmentation erforderlich war. Die anatomische Situation und die Knochenverhältnisse waren gut. Es erfolgte eine Implantation von 8 Implantaten (TAG), von denen eines später zur histologischen Beurteilung des Einheilungsverhaltens entfernt wurde. Einverständniserklärung des Patienten liegt vor. Die Implantation erfolgte hier in regio 46.

Behandlungsablauf

Die lokale beidseitige Anästhesie wurde mit Ultracain D-S forte vorgenommen, des Weiteren eine mandibuläre Anästhesie mit einer halben Ampulle Ultracain D-S forte (Hoechst, Frankfurt). Für die Schnittführung wurde ein 14C Skalpell (Aesculap, Tuttlingen) verwendet, unter optimaler Erhaltung der gingivalen Mucosa. Nach Lappenelevation ließen sich von bukkal und lingual Knochenstrukturen ganz klar darstellen. Spitze Knochenstrukturen am Alveolarkamm wurden mit Hilfe eines Rosenbohrers (d=0,8, Komet, Lemgo) begradigt. Die Präparation für die Implantate wurde mit dem Pilotbohrer (1,8 mm) begonnen, dann mit dem Drillbohrer 2,28 mm fortgesetzt und final ein Bohrer mit 3,2 mm verwendet. Die maschinell schneidenden Implantate wurden mit 40 N eingebracht. Um unnötigen Druck im Kieferknochen zu vermeiden, wurde jedes Implantat für eine halbe Umdrehung nach links gedreht. So erhält man eine optimale Blutflusssituation zur Implantatoberfläche und kann Knochennekrosen minimieren bzw. vermeiden. Zum Schluss wurde eine Periostschlitzung durchgeführt, um eine Lappenschließung ohne Tension zu erzielen. Die Nahttechnik erfolgte mit Hilfe von vertikalen Nähten (5,0 Nähte, Resorba, Nürnberg). Als Vorlage für die provisorische Kunststoffbrücke diente ein Doppelmischabdruck.

Nach Einbringen der Implantate wurde am gleichen Tag eine temporäre Brücke konstruiert, so dass Sofortbelastung gegeben war. Über den Behandlungszeitraum (10 Monate) kam es zu keinen Komplikationen. Ein Implantat wurde wie geplant nach 4 Monaten explantiert und histologisch untersucht. Die Explantation erfolgte standardmäßig mit einer üblichen Explantationsfräse (d=4,4; Komet). Der entstandene Knochendefekt wurde mit NanoBone (Artoss, Rostock) aufgefüllt.

Nach 8 Monaten konnte die endgültige Versorgung mit einer vollkeramischen Brücke vorgenommen werden.

Postoperative Nachsorge

Die sorgfältige Beurteilung des periimplantären Weichgewebes und des knöchernen Lagergewebes muss durch festgelegte standardisierte Verfahren erfolgen:

Wichtig sind hier der Sulkusblutungs-Index, der Plaque- Index [19], der Papillen-Index, die ergänzende Bestimmung der Sondierungstiefe sowie die Qualität der Gingiva. Knochenqualität und Knochenquantität wurden nach dem von Lekholm und Zarb (1985) vorgeschlagenen Schema beurteilt [12].

Die Erhaltung intakter Alveolenwände wurde gemäß der Tarnow-Klassifikation angestrebt.

Die Sondierungstiefe PD wurde nach 4 und 6 Monaten an jedem Implantat mesial, distal, bukkal und palatinal mit der Parodontalsonde XP23/UNC 15 (Hu-Friedy, Frankfurt) bestimmt, der Plaquetest nach Mühlemann durchgeführt und die Blutung sondiert.

Das periimplantäre Weichgewebe um alle Implantate war im jetzigen Behandlungszeitraum unauffällig.

Rasterelektronenmikroskopische Beurteilung der Implantatoberfläche

Ein unbenutztes TAG Titanimplantat (Ti 6AL 4V ELI, T.A.G. Dental, Israel) wurde mit dem FEREM ZEISS Gemini 940 beurteilt. Das sterile Implantat wurde der Verpackung entnommen und unmittelbar danach mit LeitCTabs auf einen Probenteller aufgeklebt und dann direkt mikroskopiert.

Rasterelektronenmikroskopisch zeigten sich Gewindegänge mit sauberer Fräsung und inhomogener unauffälliger Oberflächenstruktur. Diese Architektur begünstigt die Implantateinheilung. Die Mikrorauigkeit ließ eine gute Osseointegration des Implantates erwarten (Abb. 1).

  • Abb. 1: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen der Oberfläche eines sterilen TAG-Implantates a) Übersichtsaufnahme. Sauber gefräste Gewindegänge. b) Detailaufnahme der Gewindegänge. Oberflächenstruktur der äußeren Gewindegänge, leicht inhomogen („ausgefranst“). c) Detailaufnahme des inneren Gewindeganges. Dunkle trianguläre und eckige Inklusion erkennbar. d) Stärkere Vergrößerung der Oberfläche. Die inhomogene Strukturierung der Oberfläche begünstigt die Osseointegration.
  • Abb. 2: EDX-Spektrum einer dunklen Inklusion ? Nachweis von Aluminium. Ti = Titanimplantat.
  • Abb. 1: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen der Oberfläche eines sterilen TAG-Implantates a) Übersichtsaufnahme. Sauber gefräste Gewindegänge. b) Detailaufnahme der Gewindegänge. Oberflächenstruktur der äußeren Gewindegänge, leicht inhomogen („ausgefranst“). c) Detailaufnahme des inneren Gewindeganges. Dunkle trianguläre und eckige Inklusion erkennbar. d) Stärkere Vergrößerung der Oberfläche. Die inhomogene Strukturierung der Oberfläche begünstigt die Osseointegration.
  • Abb. 2: EDX-Spektrum einer dunklen Inklusion ? Nachweis von Aluminium. Ti = Titanimplantat.

Elementaranalytisch (EDX-Analyse – Energiedispersive Röntgenmikroanalyse) fanden sich wenige aluminiumhaltige Kontaminationen auf der Implantatoberfläche (Abb. 2).

Klinische Befunde

Der Patient hatte seit 20 Jahren einen zahnlosen Unterkiefer mit ausreichendem Knochenangebot (Abb. 3), so dass keine Augmentation erforderlich war. Der Unterkiefer war instabil. Nach Patientenangaben bestand eine Allergie gegen Penicillin. Der Oberkiefer ist ebenfalls zahnlos. Die Knochenqualität betrug im interforaminalen Bereich D1. Die Palpation der beiden Gelenke ergab keinen auffälligen Befund. Die Mundöffnung war normal. Die Mundschleimhaut war unauffällig und ohne Entzündungszeichen. Röntgenologisch ergaben sich keine Befunde (Abb. 4). Die Präparationsvorgänge sind den Abbildungen 5 und 6 zu entnehmen.

  • Abb. 3: Makroskopische Aufnahme des zahnlosen Unterkiefers. Es liegt ein ausreichendes Knochenangebot vor. Die Breite der keratinisierten Gingiva ist ausreichend. Strahlendes Lippenbändchen nach apikal.
  • Abb. 4: Röntgenaufnahme des zahnlosen UK und OK. Keine pathologischen Auffälligkeiten. Es liegt die Knochenqualität I vor.
  • Abb. 3: Makroskopische Aufnahme des zahnlosen Unterkiefers. Es liegt ein ausreichendes Knochenangebot vor. Die Breite der keratinisierten Gingiva ist ausreichend. Strahlendes Lippenbändchen nach apikal.
  • Abb. 4: Röntgenaufnahme des zahnlosen UK und OK. Keine pathologischen Auffälligkeiten. Es liegt die Knochenqualität I vor.

  • Abb. 5: Präparation des UK. Vorbereitung der Implantatinsertion.
  • Abb. 6: Inserierte Implantate (mit Pfosten).Vorbereitung für den Abdruck.
  • Abb. 5: Präparation des UK. Vorbereitung der Implantatinsertion.
  • Abb. 6: Inserierte Implantate (mit Pfosten).Vorbereitung für den Abdruck.

Histologische Aufarbeitung des Explantates

Nach 4 Monaten wurde das Implantat wie geplant zur Beurteilung des Einheilungsprozesses entnommen (Abb. 9) und konventionell mit Hilfe der Schlifftechnik nach Donath aufgearbeitet. Das Explantat war in regio 46 eingebracht. Hier lag die Knochenqualität D2 vor.

  • Abb. 7: Provisorische Brücke. Ansicht bukkal.
  • Abb. 8: Provisorische Brücke. Ansicht lingual.
  • Abb. 7: Provisorische Brücke. Ansicht bukkal.
  • Abb. 8: Provisorische Brücke. Ansicht lingual.

  • Abb. 9: Makroskopisches Bild des explantierten 4 Monate lang osseointegrierten Implantates. Gute Einbettung in den Knochenblock
  • Abb. 10: Histologische Befunde. Übersicht: gute Osseointegration, Toluidinblaufärbung.
  • Abb. 9: Makroskopisches Bild des explantierten 4 Monate lang osseointegrierten Implantates. Gute Einbettung in den Knochenblock
  • Abb. 10: Histologische Befunde. Übersicht: gute Osseointegration, Toluidinblaufärbung.

Nach der Entnahme wurde das Explantat fixiert und über eine aufsteigende Alkoholreihe entwässert. Schließlich erfolgte eine Infiltration in Technovit 7200 VLC (Kulzer, Friedrichsdorf). Die Polymerisation erfolgte über mehrere Stufen in einem Lichtpolymerisationsgerät (EXAKT, Kulzer) bei 40 °C. Die Kunststoffblöckchen wurden mit einem Mikroschleifgerät bis zum Präparat geschliffen, dann ein Objektträger auf der Schliffoberfläche fixiert und der Schnitt mit einem Trennschleifgerät abgetrennt. Als Übersichtsfärbungen für die 30 ?m dicken Schliffe erfolgten Färbungen mit Toluidinblau und Trichrom nach Masson-Goldner. Die histologische Befundung und Dokumentation erfolgte an einem Lichtmikroskop (Zeiss Axioskop), die Bestimmung des BIC nach standardisierten Methoden [6] mit Hilfe einer Software (Zeiss Axiovision).

Histologische Befunde

In der Übersicht war der weitaus größte Teil der Implantatoberfläche einschließlich der Gewindegänge mit Knochen bedeckt und Knochen fast bis koronal an die Implantatschulter aufgewachsen. Auf einer Seite konnte ein krestal aufliegender dünner Weichgewebsanteil aus lockerem Bindegewebe mit Anschnitten kleiner Blutgefäße nachgewiesen werden.

In höheren Vergrößerungen fanden sich an wenigen Stellen bindegewebige Anlagerungen in Form von lockerem, gefäß- und zellreichem Gewebe. Ansonsten bestand enger Knochen-Implantatkontakt mit stellenweise ca. 5 bis 10 nm breitem, amorphem, hellem Interface.

Ubiquitär wurde implantatnah reifer, lamellärer zellreicher Knochen mit Osteonen und Zementlinien dargestellt, peripher war dieser aus groben, interkonnektierenden Spongiosabälkchen aufgebaut. Es könnte sich hier um Lagerknochen handeln. In einiger Entfernung zur Implantatoberfläche wurden Kanalsysteme unterschiedlichen Durchmessers sowie größere, zusammenhängende intertrabekuläre Räume mit Fettmark, lockerem Bindegewebe sowie fokal hamätopoetischem Knochenmark nachgewiesen. Stellenweise kamen auch Anschnitte weitlumiger, dünnwandiger sinusiodaler Gefäße zur Ansicht.

Fokal fand sich in einiger Entfernung zur Implantatoberfläche Kontaktosteogenese. Knochenappositionen, unter Anlagerung von Osteoidschichten, waren fokal vorhanden. Osteoblasten und stellenweise Osteozyten lagen sehr nah an der Implantatoberfläche. Eindeutige Resorptionslakunen und Osteoklasten wurden nicht identifiziert. Krestal fanden sich keine Zeichen von Resorptionsvorgängen oder Nekrosezeichen. Infiltrate wurden nicht nachgewiesen (Abb. 11 bis 16). Der BIC betrug 83 %.

  • Abb. 11: Schliff 2: Krestal dünne Weichgewebsauflagerung (Pfeil). Darunter appositionelle Knochenauflagerung. Toluidinblaufärbung.
  • Abb. 12: Krestal gingivale Weichgewebsauflagerung ohne Epithel (Pfeil) mit darunterliegendem Knochen. Toluidinblaufärbung.
  • Abb. 11: Schliff 2: Krestal dünne Weichgewebsauflagerung (Pfeil). Darunter appositionelle Knochenauflagerung. Toluidinblaufärbung.
  • Abb. 12: Krestal gingivale Weichgewebsauflagerung ohne Epithel (Pfeil) mit darunterliegendem Knochen. Toluidinblaufärbung.

  • Abb. 13a:. Knochen grünlich dargestellt. Masson-Goldner Färbung. 13b: Detail Interface Knochen-Implantatoberfläche. Masson-Goldner Färbung.
  • Abb. 14a: Interface Knochen-Implantatoberfläche. Nachweis von nahe der Implantatoberfläche gelegenen Osteozyten (Pfeil). Toluidinblaufärbung. b: Detail des amorphen Interfaces (Sternchen). Pfeil: Osteozyten, Toluidinblaufärbung.
  • Abb. 13a:. Knochen grünlich dargestellt. Masson-Goldner Färbung. 13b: Detail Interface Knochen-Implantatoberfläche. Masson-Goldner Färbung.
  • Abb. 14a: Interface Knochen-Implantatoberfläche. Nachweis von nahe der Implantatoberfläche gelegenen Osteozyten (Pfeil). Toluidinblaufärbung. b: Detail des amorphen Interfaces (Sternchen). Pfeil: Osteozyten, Toluidinblaufärbung.

  • Abb. 15a: Knochen nahe der Implantatoberfläche. Lamellenknochen mit Osteozyten und Osteon (O). Toluidinblaufärbung. b: Nachweis nahe der Implantatoberfläche gelegenen Osteogenese (Pfeile). Toluidinblaufärbung.
  • Abb. 16: Knochenmark, Fett. Nachweis von zentral gelegenen hämatopoetischen Zellen. Toluidinblaufärbung.
  • Abb. 15a: Knochen nahe der Implantatoberfläche. Lamellenknochen mit Osteozyten und Osteon (O). Toluidinblaufärbung. b: Nachweis nahe der Implantatoberfläche gelegenen Osteogenese (Pfeile). Toluidinblaufärbung.
  • Abb. 16: Knochenmark, Fett. Nachweis von zentral gelegenen hämatopoetischen Zellen. Toluidinblaufärbung.

Diskussion

Seit 1960 werden Zahnimplantate als künstlicher Wurzelersatz in Deutschland eingesetzt und stellen gegenwärtig eine etablierte Methode der Versorgung bei Zahnverlusten dar [18]. Brånemark wies eine grundsätzliche Überlegenheit von osseointegrierten Implantaten gegenüber weichgewebsverankerten Implantaten nach. Mittlerweile ziehen zahlreiche Patienten, unabhängig des Alters und der Anzahl der zu ersetzenden Zahnwurzeln Implantate, einem herkömmlichen Zahnersatz vor. Der Trend geht zur Versorgung des Kiefers mit festsitzenden und sofort belastbaren Implantaten.

Durch Weiterentwicklung der Techniken und modifizierte Implantatdesigns werden bei der Versorgung des Kiefers mit Implantaten in der Praxis zufriedenstellende Ergebnisse erzielt. In der Regel liegen heute gut verarbeitete Implantate mit wenigen Oberflächeninkorporationen vor. Die Oberflächenbeschaffenheiten verschiedener Implantate unterschiedlicher Preissegmente weisen heute nur wenige Unterschiede auf und zeigen eine gute Osseointegration. Implantate mit einer porösen Oberfläche haben unabhängig von ihrer Position und Knochenqualität eine gute Überlebensrate. Herstellungsbedingte Rückstände auf den Implantatoberflächen lassen sich nicht vermeiden, sollten aber nicht zu stark vorhanden sein. Insbesondere Aluminium, das nicht über den üblichen Weg der Phagozytose über Makrophagen abgebaut werden kann, kann über inflammatorische Reaktionen, vermehrte Bindegewebsbildung, Lockerung des Implantates und zu Implantatverlust führen.

Die minimale Anzahl von Implantaten, die zur Versorgung des zahnlosen Unterkiefers erforderlich ist, wird kontrovers diskutiert. Praxiserfahrungen zeigen, dass es kostengünstige Alternativen zum All-on-4 Konzept gibt. Voraussetzung für den Erfolg ist das Vorliegen einer guten Knochenqualität.

Eine gute Primärstabilität ist immer entscheidend für die Integration eines Implantates und eine gute Osseointegration insbesondere bei Sofortbelastung. Schon eine Mikrobeweglichkeit von mehr als 150 ?m kann zur vermehrten Bildung von Bindegewebe und einer schlechten Osseointegration führen [17]. Weitere wichtige Kriterien sind die Knochenqualität und -quantität. Diese waren bei dem von uns vorgestellten Fall gut. 30 Jahre Praxiserfahrung mit gleichzeitigem follow-up bestätigten bei einer Vielzahl der Patienten den Erfolg der Versorgung des Unterkiefers mit einer minimalen Anzahl von Implantaten. Zum ersten Mal wurden in der Praxis Fatori TAG-Implantate (Titanimplantate) verwendet. Der bisherige klinische Verlauf und die histologischen Befunden lassen ebenfalls einen sehr guten Verlauf erwarten.

Durch das zusätzlich eingebrachte und explantierte Implantat war es möglich, das Ausmaß der Osseointegration histologisch zu bewerten. Es zeigte sich sowohl qualitativ als auch quantitativ mit einem BIC-Index von 83 % eine sehr gute und regelrechte Osseointegration nach 8 Monaten. Bei belasteten Implantaten im Unterkiefer sollte ein BIC von über 75 % erreicht werden [1]. Es waren nur wenige bindegewebige Lücken im Verlauf des Interfaces nachweisbar. Der periimplantäre Knochen bestand fast ausschließlich aus reifem, lamellärem Knochen, was auf ein fortgeschrittenes remodelling schließen lässt. Fokal zeigten sich direkt periimplantär noch Stellen mit Knochenapposition sowie Kontaktosteogenese in einiger Distanz zur Implantatoberfläche. Bei den TAG-Implantaten handelt es sich um Implantate aus Titan. Eine für Titanoberflächen typische, amorphe, ca. 5-10 nm breite Interface-Schicht [1] war ausgebildet. Osteozyten waren stellenweise sehr nah an der Implantatoberfläche angesiedelt, ein Befund, der neuerdings als Zeichen für eine Regulation einer Langzeit-Stabilität einer Osseointegration durch diese Zellen gedeutet wird [12]. Resorptionszeichen waren? auch krestal ? nicht auszumachen.

Diese Befunde versprechen einen guten Behandlungsablauf der verbliebenen Implantate.

Zusammenfassung

Zusammenfassend lag ein Explantat mit sehr guter Osseointegration und sehr hohem BIC (Knochen-Implantat- Kontakt) vor. Knochenumbau war nachweisbar, die Osteogenese noch gering ausgeprägt. Es lagen keine Entzündungszeichen oder keine Nekrosen vor. Es ist von einem guten Langzeiterfolg auszugehen.

Anmerkungen
Es bestehen keine Interessenkonflikte. Die Einwilligungen des Patienten zur Implantatentnahme und zur Publikation des Falles liegen vor.

Danksagung
Die Autoren danken Marc Oßenbrink und René Zucker von der Firma TAG-Dental für die Unterstützung, der TerraDent Zahntechnik GmbH sowie Frau B. Schiermeyer für die Herstellung der histologischen Präparate.


Literatur:
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Bilder soweit nicht anders deklariert: Prof. Dr. Werner Götz , Dr. Dr. Branislav Fatori , Dr. Inge Schmitz


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