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Der Knochenaufbau

Wenn der Kieferknochen zu wenig Platz für ein Implantat bietet

Wenn der Kieferknochen nicht breit oder hoch genug ist, um ein Implantat sicher zu verankern, muss nicht automatisch auf ein Zahnimplantat verzichtet werden. Es gibt es die Möglichkeit, den Knochen aufzubauen. Im Oberkiefer-Seitenzahnbereich oder bei Zahnlücken, bei denen der Zahnverlust schon eine Weile zurückliegt, ist zu wenig Knochen kein seltener Zustand. Ein Knochenaufbau kann ein kleiner Eingriff während der Implantation sein, oder je nach Ausgangssituation des Patienten kann der Aufbau auch eine Herausforderung für den Behandler (aber auch für den Patienten) darstellen.

Fehlt der Knochen in der Höhe oder in der Breite?

KieferknochenKieferknochen

Ein Knochenaufbau kann nötig sein, wenn der Knochen in der Breite (sagittal, transversal) nicht ausreicht. Zwar kann man einen Knochenaufbau bei der Wahl dünnerer Implantate unter Umständen umgehen, jedoch sind besonders im Seitenzahnbereich hohe Kaukräfte am Werk und dementsprechend hoch ist die Belastung. Einige Mini-Implantate sind daher von den Herstellern nicht freigegeben für den Bereich der Backenzähne, da sie unter der Belastung brechen können. Den Knochen in der Breite aufzubauen ist weniger problematisch als den Knochen in der Höhe anzupassen. Ist das vertikale Knochenangebot nicht ausreichend, und sind kurze Implantate keine Option, kann die Gewinnung an Knochenhöhe je nach anatomischen Verhältnissen schwierig werden.

Wie genau funktioniert ein Knochenaufbau eigentlich?

Was genau man sich unter einem Knochenaufbau vorstellt, erläutern wir Ihnen in diesem Kapitel. Der Begriff fasst verschiedene Methoden zusammen. Dabei stehen auch verschiedene Materialien für die Knochengewinnung zur Verfügung.

Es stellen sich wichtige Fragen:

  • Womit baut man den Knochen auf?
  • Was ist Knochenersatzmaterial?
  • Ist so ein Material völlig unbedenklich?
  • Führt eine Knochenentnahme des eigenen Knochens )z.B. aus dem Becken) zu den besten Ergebnissen?
  • Steht Aufwand und Nutzen also im Verhältnis?
  • Wie aufwendig ist eine Knochenzüchtung im Labor?
  • Welche allgemeinen Risiken ergeben sich aus komplizierten Knochenaufbaumaßnahmen?
  • Wie lange dauert ein Knochenaufbau? Wann kann die Implantation stattfinden?

Was ist Knochenersatzmaterial?

Während es die Möglichkeit gibt, fehlendes Knochenvolumen für eine Implantation durch Eigenknochen z.B. aus dem Kiefer aufzubauen, kann man dafür auch anteilig oder ausschließlich Knochenersatzmaterial benutzen.

Man unterscheidet den Eigenknochenersatz nach seinem Ursprung:

allogen

Stammt er von einem menschlichen Spender, spricht man von allogenem (homologem) Ersatzmaterial, z.B. aufbereiteter Fremdknochen (FDBA, DFDBA).
xenogenWird der Ersatz aus tierischem oder pflanzlichem Gewebe gewonnen, ist er xenogen (heterolog), z.B. aus Algen oder Rinderknochen.
alloplastischIst der Knochenersatz künstlich hergestellt, ohne menschliche, tierische oder pflanzliche Bestandteile, ist er alloplastisch (synthetisch), z.B. Polymere.

Knochenersatzmaterial soll dem eigenen Knochen als Leitstruktur dienen, um in das Material einzuwachsen (Osteokonduktion). Außerdem regt das Material zur Neubildung des Knochens an (Osteoinduktion).

Aufbereiteter Fremdknochen: allogenes Knochenersatzmaterial (homolog)

Zahnarzt im Beratungsgespraech mit PatientinObwohl der eigene Knochen als Goldstandard für einen Knochenaufbau gilt, stehen Aufwand und Möglichkeit nicht immer im optimalen Verhältnis. Will man dann als Ersatz auf menschlichen Knochen zurückgreifen, besteht die Möglichkeit, aufbereiteten, also demineralisierten gefriergetrockneten Knochen von einem Leichenspenderknochen zu verwenden. Während der „DFDBA“ (engl. „Demineralized Freeze-Dried Bone Allograft“, bzw. FDBA nicht demineralisiert) in den USA routinemäßig verwendet wird, insbesondere bei orthopädischen Eingriffen, gibt es in Deutschland bislang nur einen einzigen Anbieter. Auch wenn es sich um stark kontrollierte Materialien aus Organbanken handelt, bleibt ein Restrisiko einer Immunreaktion und Übertragung von Erkrankungen (das Risiko, sich durch aufbereiteten Fremdknochen mit HIV zu infizieren ist niedriger als 1:1 Million).

Menschlicher Fremdknochen: zuverlässig für Osteoinduktion

Als Knochen menschlichen Ursprungs bietet das allogene Material optimale Leitstruktur für das Einwachsen des eigenen Knochens. Die Knochenbildung erfolgt schneller, als bei xenogenen oder synthetischen Materialien. Die Knochenneubildung wird durch noch vorhandene Proteine (BMP’s) angeregt. Transplantierte Knochenblöcke sind außerdem volumenstabil. Besonders zuverlässig können damit größere Defekte behoben werden.

Als Nachteil sind das geringe Restrisiko der Krankheitsübertragung oder Immunreaktion, sowie die höheren Kosten anzusehen.

Xenogenes Knochenersatzmaterial: aus tierischem oder pflanzlichem Gewebe (heterolog)

Die heterologen Ersatzmaterialien werden unter anderem aus Rinderknochen (z.B. Bio-Oss®), Pferdeknochen (z.B. Bio-Gen®) oder Algen (Algipore®) hergestellt. Hydroxylapatit, eine Substanz, die im eigenen Körper in den Knochen und dem Zahnschmelz vorkommt, dient den xenogenen Materialien als Grundbaustein. Das gängigste Produkt ist das bestens dokumentierte Bio-Oss®. Das Einwachsen des eigenen Knochens erfolgt durch die komplexe Struktur des Materials stabil und verlässlich. Das Herstellungsverfahren war zwar wegen der Gewinnung aus Rinderknochen durch den BSE-Skandal in der Diskussion, jedoch wird es wissenschaftlich als ausnahmslos sicher eingestuft.

Generell gilt für alle xenogenen Materialien als Fremdmaterial eine Aufklärungspflicht.

Synthetische (alloplastische) Knochenersatzmaterialien

Poroeses KnochenersatzmaterialAls künstlich hergestellter Knochenersatz dienen in den meisten Fällen ß-Tricalciumphosphate. Für verschieden große Knochendefekte sind verschiedene Partikelgrößen erhältlich. Neben kleinen Defekten in Implantologie und Parodontologie, können auch größere Volumendefekte z.B. bei einem Sinuslift, stabil versorgt werden. Zu den synthetische Materialien gehören z.B. Kalziumsulfat, Glaskeramik und polymere Zucker (bzw. Milchzucker).

Alloplastischer Knochenersatz: kein Risiko der Krankheitsübertragung

Der künstlich hergestellte Knochenersatz leitet zwar (in der Regel) den Knochen zur Durchbauung an, eine Anregung zur Knochenneubildung konnte jedoch nicht nachgewiesen werden. Die guten, wissenschaftlichen Dokumentationen der einzelnen Materialien unterscheiden sich nur wenig voneinander, so dass kein alloplastisches Material als besser anzusehen ist. Die Durchbauung durch den eigenen Knochen braucht bei künstlichem Knochenersatz länger, als bei allogenem und xenogenem Ersatz. Das Risiko einer Krankheitsübertragung o.ä. besteht bei synthetischen Materialien nicht.

Gezielte Knochenzüchtung: den eigenen Knochen durch Proteine zum Wachstum anregen?

Reagenzglaeser und PipetteAnstatt an den defekten vorhandenen Knochen Eigenknochentransplantate oder Knochenersatzmaterial anzulagern, wird beim „Bone Engineering“ versucht, durch osteoinduktive Substanzen, den Knochen gezielt zum Wachstum zu bewegen.

Dafür nutzt man die Fähigkeit des Körpers, sich selbst zu heilen. Ein Knochenbruch heilt mit der Zeit aus, dafür werden vom Körper Proteine produziert, welche für die Knochenheilung und den Knochenaufbau als Botenstoffe dienen. Diese sogenannten „Bone Morphogenic Proteins“ (BMP’s) werden in der Medizin genutzt, um Knochenheilungsprozesse gezielt zu beschleunigen. Beispielsweise kommen BMP's bei Knochenverletzungen von profisportlern zum Einsatz, um sie so schnell wie möglich wieder fit zu bekommen.

Knochenzüchtung in der Implantologie: in der Erforschungsphase

Im zahnärztlichen Bereich ist die wissenschaftliche Datenlage bislang zu dünn, um konkrete Angaben über Verfügbarkeit und Dosierung der speziellen Eiweisskörper machen zu können. Es wird an Implantaten geforscht, die zur beschleunigten Einheilung mit BMP’s überzogen sind, auch die Anreicherung von Kochenersatzmaterial ist in der Erprobungsphase.

Knochenzüchtung außerhalb des Körpers: Tissue Engineering durch Stammzellen

Durch die Entnahme von Stammzellen (multipotente Zellen) aus dem Knochenmark des Patienten oder aber der Entnahme von bereits differenzierten Osteoblasten (spezielle Knochenzellen, der „Motor“ der Knochenneubildung) aus der Knochenhaut des Kiefers, kann im Labor eine Züchtung in speziellen Brutkästen auf geeigneten Trägern erfolgen. Nach Wochen der Zellkultivierung, können die herangewachsenen Zuchtknochen-Chips eingesetzt werd. Genetisch gesehen bekommt man dann Eigenknochen re-implantiert.
Im Vergleich zu der Entnahme eines Knochenblocks, ist die Erstentnahme der Zellen für die Züchtung weniger belastend.
Nachteilig bei diesem Verfahren sind die hohen Kosten mit der vergleichsweise geringen „Ausbeute“. Durch die wochenlange Züchtung im Labor verzögert sich die Behandlung automatisch. Auch kann der Zuchtknochen nicht die gleiche starke Struktur von „natürlich gewachsenem“ Knochen aufweisen: er ist strukturell schwächer.

Welche Methoden des Knochenaufbaus gibt es?

Es gibt verschiedene Methoden, den Kieferknochen aufzubauen. Dabei kommt es darauf an, ob der Knochen in der Breite oder in der Höhe fehlt. Ebenso sind die Verfahren in unterschiedlichem Maße aufwendig. Es können Knochendefekte während der Implantation ausgeglichen werden (z.B. durch Anlagerung von Knochenmehl) oder der Knochen wird über einige Zeit aufgebaut (Distraktionsosteogenese). Je nach Verfahren gibt es auch aufwendige Eingriffe (z.B. ein Sinuslift), die für Patienten und Behandler mit "nicht mal eben" zu machen sind.

Macht es einen Unterschied, wie viel Knochen benötigt wird? Ist ein Knochenaufbau in der Breite (saggital) genauso aufwendig, wie ein Knochenaufbau in der Höhe (vertikal)? Im Folgenden erläutern wir die verschiedenen Methoden, sowie deren Vor- und Nachteile.

Knochenanlagerung mit Knochenmehl oder Knochenersatzmaterial

Ist der Knochenmangel in der Breite nur gering, kann ein Knochenaufbau während der Implantation erfolgen. Nach dem Bohrvorgang und Eindrehen des Implantats wird um das teilweise offen liegende Implantatgewinde dann Knochenersatzmaterial oder gewonnener Eigenknochen (während des Bohrvorgangs mit speziellen Filtern aufgefangen), oder aber ein Gemisch aus beiden angebracht. Der fehlende Knochen wird „aufgefüllt“ und mit einer Membran (eine Art Folie) versiegelt, damit eine ungestörte Einheilung stattfinden kann. Üblicherweise werden zum Versiegeln Membranen genommen, die der Körper vollständig abbaut. Somit ist keine nachträgliche Entfernung notwendig.

Knochengewinnung durch Knochenspreizung (Bone Spreading)

Auch bei dieser Methode wird die Knochengewinnung während der Implantation erreicht. Ein bewährtes Verfahren ist, mithilfe feiner Meissel, Fräsen oder Sägen, den Kieferknochen in zwei Teile zu trennen (zu spreizen). Zwischen das lippenseitige- und das zungenseitige Blatt wird dann das Implantat eingebracht und der entstandene Spalt „aufgefüllt“. Sind die Hohlräume mit Knochenmehl bzw. Knochenersatzmaterial gefüllt, wird auch hier die Wunde mit einer Membran versiegelt, damit die Knochenspähne mit dem Knochen verwachsen, und das Implantat ungestört einheilen kann.

Eine weitere Möglichkeit der Knochenspreizung besteht darin, bei Vorbohrung für das Implantat einen Bohrer zu verwenden, der den Knochen nicht abträgt, sondern in aufsteigenden Größen, den Knochen nur aufspreizt.

Grafische Darstellung einer Spreizung des Kieferknochens Schritt 1 Zahnfleisch wurde eröffnet

Grafische Darstellung einer Spreizung des Kieferknochens Schritt 2 Knochen wurde gespreiztGrafische Darstellung einer Spreizung des Kieferknochens Schritt 3 das Implantat wurde eingebracht und der restliche Spalt mit Knochenersatzmaterial aufgefüllt

Knochengewinnung durch Knochenspaltung (Bone Splitting)

Ist der Kieferknochen zu schmal, um ihn zu spreizen, gibt es die Möglichkeit, den Knochen zu spalten, um die nötige Breite für eine sichere Implantateinbringung zu gewinnen.

Nach Spaltung des Kieferknochens in ein lippenseitiges- und ein zungenseitiges Blatt, muss der Spalt weiter aufgespreizt werden, bevor genügend Platz für ein Implantat zur Verfügung steht. Genau wie bei der Knochenspreizung werden die entstandenen Hohlräume anschließend mit Knochenmehl bzw. Knochenersatzmaterial aufgefüllt. Diese Methode ist quasi eine Maximalvariante der Knochenspreizung. Auch hier ist das Versiegeln der Wunde mit einer schützenden Membran unausweichlich, damit der Knochen sicher ausheilen kann.

Da die Primärstabilität nach diesem Verfahren in der Regel sehr gering ist, darf die Belastung der Implantate erst nach einigen Monaten erfolgen.

Eigener Knochen wird verpflanzt: Knochengewinnung durch Knochenblock-Transplantation

Ist der Kieferabschnitt für eine Implantation deutlich zu schmal oder zu niedrig, kann für die Aufbereitung ein größeres Knochenstück von einer anderen Stelle entnommen, und mithilfe von kleinen Schrauben an der gewünschten Position fixiert werden. Eine Membran zum Schutz ist auch hier üblich. Die Einheilung nach einer Transplantation dauert einige Monate, bevor die Belastung durch ein Implantat erfolgen kann.

Die Stelle des zu entnehmenden Knochens hängt von der benötigten Größe des Blocks ab; kleinere Knochenblöcke bzw. Knochenspähne können in der Regel am aufsteigenden Unterkieferast entnommen werden. Größere Transplantate müssen hingegen aus dem Beckenkamm entnommen werden.
So ein zusätzlicher Eingriff kann belastend sein, auch wenn er in der Regel gefahrlos ist. Mit Schwellungen und Schmerzen nach der Operation ist zu rechnen.

Die Distraktionsosteogenese: Knochengewinnung durch Neubildung nach Auseinanderziehen

Schwarz-weiss Aufnahme von Ilizarov im LaborDiese Methode stammt aus den 50er Jahren und ist auf den russischen Mediziner Dr. Ilizarov zurückzuführen. Angewandt wurde das Verfahren zur Beinverlängerung.

Für die vertikale Knochengewinnung muss der zu niedrige Knochen zunächst in zwei Teile, einen oberen und einen unteren Anteil gespalten werden. Um den oberen Anteil schrittweise anheben zu können, wird eine Spezialschraube fixiert. So kann die obere Knochenspange etwa 1mm pro Tag angehoben werden, die Knochenneubildung (Potential zur Bruchheilung) füllt dann den entstandenen Spalt auf. Der Nachteil ist, dass die Vorrichtung für die Distraktion einige Wochen im Mund „ertragen“ werden muss. Allerdings bedeutet das auch etwa 10mm neu gewonnene Knochenhöhe in 12 Wochen.

Der Sinuslift: interne und externe Sinusboden-Elevation

Die vertikale Knochengewinnung durch einen Sinuslift stellt eine gesonderte Form des Knochenaufbaus im Oberkiefer-Seitenzahnbereich dar.
Die Kieferhöhle (Sinus maxillaris) befindet sich oberhalb des Gaumens und ist ein Luftraum, der sich nur im Falle einer Entzündung (Sinusitis) bemerkbar macht. Die Kieferhöhle nimmt einen großen Anteil im Bereich des seitlichen Oberkiefers ein, daher erklärt sich auch die „Leichtbauweise“ unseres Kopfes.
Nach Zahnverlust im Oberkiefer ist nach dem Knochenabbau (Atrophie) im Bereich der hinteren Backenzähne (Zähne 5-7) nur noch eine Knochenhöhe von wenigen Millimetern vorhanden. Viel zu wenig, um ein Implantat von ausreichender Länge einzusetzen.

Kieferhöhle anheben, Knochenmenge gewinnen

Hier kann genügend Knochenmenge gewonnen werden, indem die Kieferhöhle „geliftet“, also nach oben verschoben wird. Um das zu bewerkstelligen, wird der Raum unterhalb der Kieferhöhle mit Knochenmehl bzw. Knochenersatzmaterial gefüllt. Die Kieferhöhle wird verkleinert und Knochenhöhe gewonnen. Es gibt zwei verschiedene Möglichkeiten, einen Sinuslift durchzuführen: einen externen, und einen internen Lift.

Die Kieferhöhle ist von einer dünnen Haut bedeckt, die eine Mischung aus Knochen- und Schleimhaut ist: die Schneidersche Membran. Dieser dünne Schutz produziert Schleim und transportiert ihn durch die Nase ab. Der Knochenaufbau muss zwischen dem Knochen selbst und der Schneiderschen Membran erfolgen. Hierzu muss die dünne Haut, vergleichbar mit der Innenhaut bei einem Ei, behutsam vom Knochen gelöst werden.

Der externe Sinuslift

Der externe oder auch große Sinuslift ist aufwendiger als das interne Verfahren. Anwendung findet es dann, wenn die Restknochenhöhe sehr gering ist, jedoch mehrere Millimeter für eine sichere Implantateinbringung benötigt werden.

Um die Kieferhöhle „extern“ erreichen zu können, wird ein Knochenfenster geschaffen. Das Eröffnen von Zahnfleisch bzw. Mundschleimhaut ist dafür notwendig und erfolgt unter örtlicher Betäubung. An der freigelegten Kieferhöhlenwand kann dann nach Präparation durch Fräsen bzw. Ultraschallinstrumente die Schneidersche Membran vorsichtig gelöst werden, ohne sie zu verletzen. Mit speziellen Instrumenten und Fingerspitzengefühl sollte das kein Problem sein. Von dort aus kann dann Eigenknochen bzw. Knochenersatzmaterial zwischen den Kieferknochen und die Schleimhaut eingefüllt werden.

Grafik Querschnitt des Oberkiefers zeigt Kieferhöhle CAMLOG Sinuslift Ausgangssituation

Grafik Querschnitt im Oberkiefer nach auffüllen der Kieferhöhle mit Knochenersatzmaterial CAMLOGGrafik Querschnitt vom Oberkiefer mit Implantatversorgung nach Sinuslift CAMLOG

Sinuslift während der Implantation? Einzeitiges oder zweizeitiges Vorgehen

Die vorhandene Restknochenhöhe entscheidet darüber, ob die Anhebung der Kieferhöhle während der Implantation selbst (einzeitig) oder erst nach sicherem Verwachsen des Knochens mit angelagertem Knochenersatzmaterial (zweizeitig) geschieht. Welche Vorgehensweise gewählt wird, hängt von der Höhe des Kieferkamms zum Implantationszeitpunkt zusammen. Beträgt die Resthöhe des eigenen Knochens weniger als 3mm, ist ein einzeitiges Verfahren ausgeschlossen.

Der interne Sinuslift: Anhebung der Kieferhöhle ohne zusätzliches Knochenfenster

Das auch als „kleiner Sinuslift“ bekannte Verfahren zur Knochengewinnung im Oberkiefer ist ebenfalls anspruchsvoll für den Behandler und erfolgt über das Bohrloch für das einzubringende Implantat. Dazu muss mit reichlich Fingerspitzengefühl so weit gebohrt werden, bis nur eine dünne Schicht zur Kieferhöhle übrig bleibt. Durch einen speziellen Stössel und einem kleinen Hammer kann dann diese Schicht nach oben in die Kieferhöhle gedrückt werden, ohne die Schneidersche Membran zu verletzen. Das Knochen(ersatz)material füllt dann den entstandenen Raum um das Implantat aus.

Sinuslift: Knochenersatzmaterial füllt Hohlraum auf, nicht den Kieferkamm

Während der Kieferkamm durch Methoden wie Anlagerung durch einen Knochenblock an Höhe gewinnt, bleibt die tatsächliche Erhöhung des Kieferknochens bei einem Sinuslift aus. Die nötige Höhe wird durch Einlagerung von Knochen(ersatz)material in den Kieferhöhlenboden erreicht. Dabei bleibt der Kieferknochen selbst unangetastet.

Wie risikoreich ist ein Sinuslift?

Durch die Sinusboden-Elevation besteht das Risiko, die Schneridersche Membran zu verletzen. Ein Riss in der Membran führt dazu, dass das eingebrachte Knochen(ersatz)material in die Kieferhöhle abwandert, auch Einbluten in den Luftraum sind möglich. Ein Riss kann, wenn er während des Eingriffs entdeckt wird, vernäht werden. Der Sinuslift selbst muss jedoch an dieser Stelle abgebrochen werden. Es kann auch sein, dass der Riss unentdeckt bleibt, oder erst später entsteht. Wandert Material erst in die Kieferhöhle ab, kann es dort zu chronischen Entzündungen und/oder Infektionen führen. Eine anschließende Entfernung der gestreuten Fremdkörper aus dem Luftraum ist mitunter sehr aufwendig.

Welche Alternativen zum Sinuslift gibt es?

all-on-4

Bei nicht ausreichender Kieferknochenhöhe, muss nicht als letzte Möglichkeit ein Sinuslift stattfinden, um eine Versorgung mit Implantaten sicher zu stellen. Mittlerweile werden auch kurze Implantate (Implantatlänge von 6mm) als „der Belastung gewachsen“ eingestuft. Auch kann je nach Ausgangslage eventuell eine Positionierung der Implantate weiter hinten am Tuber gewählt werden. Bei Zahnlosigkeit kommt das All-on-4®-Konzept infrage, dafür werden die Implantate in knochenreichen Regionen schräg eingebracht. Herausnehmbarer Zahnersatz oder der Verzicht auf die hinteren Backenzähne sind natürlich auch eine Option.

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