CAD/CAM-Lösung für die patientenspezifische 3D-Knochenregeneration
Yxoss CBR® ist ein im CAD/CAM-Verfahren patientenspezifisch hergestelltes Titangerüst zur dreidimensionalen Knochenaugmentation. Das Titangitter wird zur Formgebung von neu zu bildendem Knochen chirurgisch über einem Knochendefekt als Volumenstütze eingebracht und mit einer Titanschraube am ortsständigen Knochen fixiert. Somit verkürzt sich die Operationszeit signifikant. Der Defektbereich wird stabilisiert und die Form des zu augmentierenden Bereiches im Sinne der implantatprothetisch ideal geplanten Position vorgegeben.
Des Weiteren sichert das Mesh lagestabil das eingebrachte autologe Knochenmaterial und/oder das Knochenersatzmaterial am ortsständigen Lagerknochen. Es dient als Barriere bei der gewünschten unbeeinflussten Knochenheilung und somit zur Ausschaltung der kompetitiven Wundheilung im Sinne einer konventionellen Guided Bone Regeneration [1-4].
Gemäß dem Prinzip der Osteopromotion werden langsam wachsende Knochenzellen gegenüber den schneller wachsenden und in den Defekt einsprossenden Fibroblasten des Weichgewebes bevorteilt. Eine resorbierbare Membran aus Kollagen kann über das Yxoss CBR® Titangerüst gelegt werden, um das Einwachsen von Weichgewebe in den Knochendefekt zu verhindern [5]. Die Kompensation des Knochendefizits wird mit hauptsächlich autologem Knochen – im Sinne des Goldstandards – sowie Knochenersatzmaterial als Resorptionsschutz und aufgrund seiner osteokonduktiven Eigenschaften geplant. Autologer Knochen kann hierzu an den gängigen intraoral befindlichen Donorstellen gewonnen werden. Das Yxoss CBR kann defektabhängig mit einer simultanen Implantation inseriert werden. Alternativ kann bei großen Defekten nach erfolgter Vaskularisierung des eingebrachten Knochenaugmentats zweizeitig implantiert werden. Das Mesh wird nach einer Knochenheilungszeit von etwa 4 bis 6 Monaten explantiert.
Indikationen für den Einsatz von customized Meshs liegen in der horizontalen/vertikalen Kieferkammaugmentation sowie auch bei dreidimensionalen Defekten. Weitere Einsatzmöglichkeiten sind die sofortigen oder verzögerten Augmentationen in Extraktionsalveolen, Rekonstruktionen des Alveolarkammes oder generell Füllungen von Knochendefekten im maxillofazialen Bereich [6].
Als Grundlage für die weitere implantologische Therapie erfolgen immer eine klinische und radiologische Diagnostik im Vorfeld sowie eine Befunddokumentation über eine Modellanalyse mit diagnostischem Setup der zu versorgenden Situation. Auf dem Planungsmodell kann basierend auf dem angefertigten Setup, eine Röntgenschiene zur präzisen dreidimensionalen Planung und später als Operationsschiene weiterverwendet werden. Um den Knochenabbau zu kompensieren wird eine dreidimensionale Planung des Yxoss CBR® auf Basis des erstellten DVTs ohne Röntgenschiene durchgeführt. Mittels CAD/CAM-Verfahren wird anhand der übermittelten DICOM-Daten die individuell passgenaue Titangitterstruktur Yxoss CBR® hergestellt und an den Behandler geliefert (ReOss GmbH, Filderstadt).
Patientenfall
Der 56-jährige Patient stellte sich erstmalig mit dem Wunsch nach einer implantologischen Versorgung der regio 21 und 22 vor. Allgemeinanamnestisch gab es keine Auffälligkeiten. Bei Erhebung der zahnärztlichen Anamnese zeigte sich in der Oberkieferfront eine Schaltlücke mit deutlichem ossären und weichgeweblichen Defizit. Die Extraktionen dieser Zähne lagen ca. 40 Jahre zurück. Prothetisch versorgt war der Patient durch den Hauszahnarzt mit einer festsitzenden Brücke. Gewünscht wurde nun von Seiten des Patienten eine auch das Weichgewebe rekonstruierende, ästhetisch-festsitzende implantologische Rehabilitation. Die Nachbarzähne zeigten sich vital und nicht parodontal vorgeschädigt. Im radiologischen Ausgangsbefund konnten Fremdkörpereinschlüsse oder bestehende apikale Ostitiden sowohl im zahnlosen Segment als auch im Bereich der Nachbarzähne ausgeschlossen werden (Abb. 1 und 2).
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Abb. 1: Ausgangssituation (OPG): Geplant war eine implantologische Versorgung in regio 21 und 22.
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Abb. 2: Es zeigte sich ein deutliches transversales Defizit im präoperativ angefertigten DVT.
Therapieplanung
Als Grundlage für die weitere implantologische Therapie erfolgte ergänzend zur klinischen und radiologischen Diagnostik eine Modellanalyse mit Setup der anterioren Schaltlücke. Der bukkale Knochendefekt zeigte sich dreidimensional, so dass eine transversale und vertikale Augmentation eingeplant werden musste. Auf dem Planungsmodell konnte basierend auf dem angefertigten Setup eine Röntgenschiene zur präzisen dreidimensionalen Planung angefertigt und später als Operationsschiene weiterverwendet werden.
Um den Knochenabbau zu kompensieren wurde eine dreidimensionale Planung des Yxoss CBR auf Basis des erstellten DVTs durchgeführt und nach Abstimmung mit dem Operateur produziert.
Die Kompensation des Defizits wurde mit hauptsächlich autologem Knochen im Sinne des Goldstandards sowie Knochenersatzmaterial (Geistlich Bio-Oss®, Geistlich, Baden-Baden) als Resorptionsschutz und aufgrund seiner osteokonduktiven Eigenschaften geplant. Die Entnahme für den autologen Knochen sollte an der linea obliqua des 4. Quadranten erfolgen.
Der ausgeprägte Defekt würde ein zweizeitiges Vorgehen – die Implantation in einem zweiten operativen Eingriff - nach erfolgter Augmentation erforderlich machen.
Entscheidend für den Therapieerfolg ist generell die Planung der Weichgewebsabdeckung. Die gewünschte deutliche Volumenzunahme muss einkalkuliert werden. Eine entsprechende plastische Deckung wird durch Mobilisation der Weichgewebe wie in vorliegendem Fall oder durch übliche Techniken zur Weichgewebeaugmentation erzielt. Generell verbessert eine breite Zone fixierter Gingiva die spätere, periimplantäre Hygiene und somit auch die Langzeitprognose der implantatprothetischen Versorgung.
Die Brücke wurde bereits im Vorfeld beim behandelnden Zahnarzt entfernt und durch ein Langzeitprovisorium ersetzt, welches im Rahmen der Eingriffe immer aus- und eingegliedert wurde.
Operationstechniken
1. Augmentation
Generell lässt sich der operative Ablauf in die Präparation des Defektes, den Prozess der Knochengewinnung für den augmentativen Teil der Operation und die Zusammenführung beider Prozesse unterteilen – gefolgt vom Wundverschluss.
In Lokalanästhesie wurde ein auf der Linea alba verlaufender marginaler Schnitt von 13 nach 23 ohne vestibuläre Entlastung durchgeführt (Abb. 3). Anschließend folgten die Präparation eines Mukoperiostlappens, Debridement von Narbengewebe und die Darstellung des Defektes (Abb. 4). Das Mesh (Abb. 5) lag passiv auf dem Defekt auf und wurde vor dem endgültigen Einbringen auf den korrekten Sitz überprüft (Abb. 6). Aus der linea obliqua rechts wurden nach der gängigen Schnittführung für die Osteotomie von verlagerten Weisheitszähnen mittels Trepanbohrungen Knochenzylinder entnommen (Abb. 7) und diese dann in der Knochenmühle partikuliert (Abb. 8).
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Abb. 3: Die klinische Ausgangssituation von okklusal zeigte ein deutlich erkennbares bukkales Konturdefizit. Um einen späteren ästhetischen Verschluss der Wunde ohne Narben in der ästhetischen Zone zu ermöglichen, wurde auf Entlastungen verzichtet und eine rein marginale Schnittführung von 13 bis einschließlich 23 gewählt.
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Abb. 4: Defektsituation in regio 21 und 22 nach Mobilisierung des Mukoperiostlappens.
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Abb. 5: Steriles Mesh für den zu augmentierenden Bereich.
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Abb. 6: Die Einprobe des vorgefertigten, passgenauen Titangerüstes Yxoss CBR® ergab einen passiven spannungsfreien Sitz auf dem Restknochen. Die biologischen Kautelen für den Einsatz von Membranen (1,5 mm zu den Nachbarzähnen) wurden hierbei eingehalten.
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Abb. 7: Mittels Trepanbohrungen wurde das Augmentat aus der linea obliqua gewonnen. Die gewählte Schnittführung für die Gewinnung des autologen Knochens rechts ist analog zu der bei der Weisheitszahnentfernung.
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Abb. 8: Eine Partikulierung des Materials erfolgte in der Knochenmühle (Mondeal®) und wurde danach mit Bio-Oss® vermischt.
Anschließend erfolgte das Auffüllen des Yxoss CBR® mit dem Knochenaugmentationsmaterial (autologer Knochen mit Geistlich Bio-Oss 1 - 2 mm gemischt). Die Fixierung des Meshs konnte lagestabil an dem bestehenden Restknochen mit einer Osteosyntheseschraube (Trinon-Schraube®) nach dem Prinzip der mechanischen Ruhe vorgenommen werden (Abb. 9). Die Titanschraube kann generell entsprechend der vorgesehenen Position durch jede beliebige Öffnung des Titangitters eingebracht werden. Im Zuge des Wundverschlusses wurde das Bindegewebe über dem Titangerüst dicht und spannungsfrei mit Einzelknopf- und tiefen Matratzennähten (Sabafil®, SABANA, Wiesbaden) vernäht (Abb. 10).
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Abb. 9: Das mit einer Fixierungsschraube (Trinon®) versehene Mesh mit dem leicht komprimierten Augmentationsmaterial in situ.
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Abb. 10: Ansicht von okklusal mit erfolgter Nahtversorgung und speicheldichtem, spannungsfreien Wundverschluss.
2. Wiedereröffnung und Entfernung von Yxoss CBR® im Zuge der Implantation
Nach Nahtentfernung und entsprechender Einheilphase des augmentierten Materials von vier Monaten zeigte die radiologische Kontrolle ein stabiles vertikales und horizontales Knochenniveau (Abb. 11). Gleichermaßen präsentierten sich klinisch reiz- und narbenfreie Weichgewebsverhältnisse ohne dehiszente Bereiche sowie ein deutlich erkennbares augmentiertes Volumen bukkal.
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Abb. 11: Das augmentierte Volumen im DVT-Schnitt.
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Abb. 12: Klinisch zeigten sich reizfreie Weichgewebsverhältnisse ohne dehiszente Bereiche und die Volumenzunahme bukkal. Gewählt wurde nun die gleiche marginale Schnittführung wie bei der Augmentation zur Vermeidung von Narben. Erkennbare Migration der Osteoblasten durch die Gitterkonfiguration mit gleichsam sich gut vaskularisiert darstellendem augmentierten Bereich.
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Abb. 13: Nach dem Lösen der Fixierungsschraube erfolgte die Entfernung des Meshs durch leichte Extrusionsbewegungen an der Sollbruchstelle im Sinne der Easy Removal® Funktion.
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Abb. 14: Vollständiges vorsichtiges Ablösen des Yxoss CBR®. Das augmentierte Volumen blieb von der Entfernung des Meshs unbeeinflusst.
Für die Implantation und Entfernung des Meshs wurde ein Kammschnitt von 21 nach 22 gewählt. Nach der Präparation des Mukoperiostlappens zeigte sich ein gut revaskularisiertes Augmentationsvolumen (Abb. 12). Nach Lösen der Fixierungsschraube und dem Durchtrennen der vorhandenen Sollbruchstelle konnte das Mesh vorsichtig durch leichte laterale Extrusionsbewegungen in zwei Teilen entfernt werden (Abb. 13 und 14).
Anschließend wurden die Implantate (CAMLOG® SCREW-LINE, Camlog, Wimsheim) mithilfe der Positionierungsschiene parallel ausgerichtet in den Regionen 21 (Durchmesser 4,3/Länge 13) und 22 (Durchmesser 3,8/Länge 13) inseriert (Abb. 15). Die Implantate zeigten sich im Zuge des Eingriffs primärstabil (Knochenqualität Klasse II nach Adell). Besondere Beachtung fand die korrekte tiefendimensionale Ausrichtung in Form der Lage der Implantatschulter auf Höhe der Schmelzzementgrenze der Nachbarzähne krestal im Bereich des geplanten zu augmentierenden Volumens (Abb. 16). Kombiniert wurde ein spannungsfreier Wundverschluss mit einer Schleimhautplastik zur Verbreiterung der fixierten Gingiva. Die Brücke wurde provisorisch wieder eingegliedert und die Nahtentfernung erfolgte eine Woche später.
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Abb. 15: Paralleles Setzen der Implantate mit Lage der Implantatschulter auf Höhe des durch das Mesh rekonstruierten limbus alveolaris in Verbindung der Schmelz-Zementgrenzen der Nachbarzähne (CAMLOG® SCREW LINE, regio 21 (4,3/13) und 22 (3,8/13).
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Abb. 16: Zustand 4 Monate nach Implantatinsertion.
Zusammenfassung
Nach einer DVT-basierten Analyse des Defektes erfolgten die Herstellung des individuell gefertigten Titangitters im 3D-Druck und die Customized Bone Regeneration (CBR®). Eine konventionelle Blockaugmentation hätte eine deutlich höhere Komorbidität für den Patienten bedeutet bei fraglicher Revaskularisierung des Blockes und möglichem Abschmelzen eines Teils des Volumens. Somit konnte im zweiten Eingriff eine Implantation an der implantat-prothetisch idealen, im Sinne des Backward Plannings geplanten Position durchgeführt werden.
Fazit
Durch den Einsatz des individuell gefertigten Meshs Yxoss CBR konnte die Operationszeit signifikant reduziert und ein vorhersagbares Ergebnis gewährleistet werden. Die hohe Behandlungssicherheit selbst in einem komplexen, dreidimensional rekonstruktiven Fall lässt die Zukunftsträchtigkeit der Methodik in anderen mund-, kiefer- und gesichtschirurgischen Bereichen erkennen.
Dr. Michael Peetz
Dr. Amely Hartmann
DENT IMPLANTOL (19)6 2015, S. 406–411
Dr. Marcus Seiler
Patentierte CAD/CAM-Lösung für die patientenspezifische 3D-Knochenregeneration
[1] Merli, M., F. Lombardini and M. Esposito, Vertical ridge augmentation with autogenous bone grafts 3 years after loading: resorbable barriers versus titanium-reinforced barriers. A randomized controlled clinical trial. Int J Oral Maxillofac Implants, 2010. 25(4): p. 801-7.
[2] Stricker, A., et al., Ridge preservation after ridge expansion with simultaneous guided bone regeneration: a preclinical study. Clin Oral Implants Res, 2015.
[3] Lindfors, L.T., et al., Guided bone regeneration using a titanium-reinforced ePTFE membrane and particulate autogenous bone: the effect of smoking and membrane exposure. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod, 2010. 109(6): p. 825-30.
[4] Canullo, L., P. Trisi and M. Simion, Vertical ridge augmentation around implants using e-PTFE titanium-reinforced membrane and deproteinized bovine bone mineral (bio-oss): A case report. Int J Periodontics Restorative Dent, 2006. 26(4): p. 355-61.
[5] Merli, M. et al., Bone level variation after vertical ridge augmentation: resorbable barriers versus titanium-reinforced barriers. A 6-year double-blind randomized clinical trial. Int J Oral Maxillofac Implants, 2014. 29(4): p. 905-13.
[6] Jung, G.U., et al., Preliminary evaluation of a three-dimensional, customized, and preformed titanium mesh in peri-implant alveolar bone regeneration. J Korean Assoc Oral Maxillofac Surg, 2014. 40(4): p. 181-7.