GBR-Technik in der Implantologie E-Book
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- Herausgeber: Quintessence Publishing
- Kategorie: Fachliteratur
- Sprache: Deutsch
Jahrzehnt für Jahrzehnt gibt es neue wissenschaftliche Erkenntnisse in der GBR-Technik und immer mehr Chirurgen nehmen diese mit unglaublichem Erfolg in ihr Repertoire auf. Professor Daniel Buser ist es gelungen, ein Team aus führenden Expertinnen und Experten der dentalen Implantologie dafür zu gewinnen, eine umfassende Anleitung zu Materialien, Indikationen, Techniken, zeitlichen Abläufen und den Ergebnissen der GBR-Technik zusammenzustellen. Das Buch beginnt mit der Entwicklungs- und Feinabstimmungsphase der GBR-Technik in den letzten 35 Jahren, den biologischen Grundlagen der Knochenregeneration sowie dem wissenschaftlich aktuellen Wissen über die Knochenneubildung und den Knochenumbau. Anschließend wird auf die verschiedenen Verfahren und Einsatzbereiche der GBR-Technik, abhängig von den lokalen Gegebenheiten, eingegangen. Zentrales Thema ist die korrekte zeitliche und technische Abfolge von Transplantation, Implantation und prothetischer Versorgung. In diesem Buch wird die Knochenregeneration von Anfang bis Ende dokumentiert, oft sogar über Zeiträume von mehr als zehn Jahren. Schwerpunkte sind Schnittführung und Lappendesign, Auswahl, Handhabung und Platzierung der Barrieremembranen, die Kombination von Membranen und autogenen Knochentransplantaten und Knochenersatzmaterialien mit tiefer Resorptionsrate sowie Aspekte des Wundverschlusses. Dieses Buch richtet sich an all jene, die Implantate mit einem breiteren Indikationsspektrum setzen wollen, an GBR-Erfahrene, die ihre Fertigkeiten vertiefen und modernere Techniken einsetzen möchten, sowie an Implantatchirurgen, die über die aktuellen Forschungsergebnisse und die GBR-Technik auf dem Laufenden bleiben wollen.
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Seitenzahl: 664
Veröffentlichungsjahr: 2025
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GBR-Technik in der Implantologie
Seit 35 Jahren Fortschritt und neue Anwendungen
Aus Gründen der besseren Lesbarkeit haben wir im Buch auf die gleichzeitige Verwendung männlicher, weiblicher und weiterer Geschlechterformen verzichtet. Dies impliziert keinesfalls eine Benachteiligung der jeweils anderen Geschlechter. Personen- und Berufsbezeichnungen sind daher in der Regel als geschlechtsneutral zu verstehen.
Titel der Originalausgabe:
30 Years of Guided Bone Regeneration, Third edition
© 2022 Quintessence Publishing Co, Inc
Bibliografische Informationen der Deutschen Nationalbibliothek
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über https://www.dnb.de abrufbar.
Postfach 42 04 52, D–12064 Berlin
Ifenpfad 2–4, D–12107 Berlin
www.quintessence-publishing.com
© 2026 Quintessenz Verlags-GmbH, Berlin
Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechts ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Dies gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.
Übersetzung: Dr. Sybille Tönjes, Kiel
Lektorat, Herstellung und Reproduktion:
Quintessenz Verlags-GmbH, Berlin
ISBN 978-3-86867-777-5
Printed in Croatia
Inhalt
Geleitwort
Widmung
Vorwort
Autoren
1 Die Entwicklung der GBR-Technik in den letzten 35 Jahren
Daniel Buser, DMD, Prof. em. Dr. med. dent.
2 Knochenregeneration in membrangeschützten Defekten
Dieter D. Bosshardt, MSc, PhD, Prof. em. Dr. nc. nat.| Simon S. Jensen, DDS, Dr. odont. | Daniel Buser, DMD, Prof. em. Dr. med. dent.
3 Die biologische Kraft autogener Knochentransplantate
Maria B. Asparuhova, PhD, PD Dr.
4 Hart- und Weichgewebeveränderungen nach Extraktion
Vivianne Chappuis, DMD, Prof. Dr. med. dent. | Mauricio G. Araújo, DMD, MSC, PhD | Daniel Buser, DMD, Prof. em. Dr. med. dent.
5 Anatomische und chirurgische Faktoren mit Einfluss auf den Erfolg der GBR-Technik
Daniel Buser, DMD, Prof. em. Dr. med. dent. | Alberto Monje, DDS, MS, PhD | Istvan Urban, DMD, MD, PhD
6 Einzelzahnersatz durch Implantation nach Extraktion im ästhetischen Bereich: sofort, früh oder spät?
Daniel Buser, DMD, Prof. em. Dr. med. dent. | Stephen T. Chen, MDSc, PhD
7 Sofortimplantation mit Sofortversorung
Stephen T. Chen, MDSc, PhD | Adam Hamilton, BDSc, DCD, FRACDS, MRACDS (Pros)
8 Frühimplantation mit simultaner Konturaugmentation mittels GBR im ästhetischen Bereich
Daniel Buser, DMD, Prof. em. Dr. med. dent. | Vivianne Chappuis, DMD, Prof. Dr. med. dent. | Urs C. Belser, DMD, Prof. em. Dr. med. dent.
9 GBR-Verfahren im Seitenzahnbereich des Unterkiefers bei teilbezahnten Patienten
Daniel Buser, DMD, Prof. em. Dr. med. dent. | Vedrana Braut, DMD, Dr. med. dent. | Simone F. M. Janner, DMD, PD Dr. med. dent.
10 Horizontale Kammaugmentation mittels GBR und autogener Knochenblocktransplantate
Vivianne Chappuis, DMD, Prof. Dr. med. dent. | Thomas von Arx, DMD, Prof. em. Dr. med. dent. | Daniel Buser, DMD, Prof. em. Dr. med. dent.
11 Vertikale und horizontale Kammaugmentation mittels GBR: die Sausage-Technik
Istvan Urban, DMD, MD, PhD | Daniel Buser, DMD, Prof. em. Dr. med. dent.
12 Hart- und Weichgewebeaugmentation von Defekten im Frontzahnbereich des Oberkiefers
Sascha A. Jovanovic, DDS, MS
13 GBR zur Regeneration von Knochendefekten durch Periimplantitis
Frank Schwarz, DMD, Prof. Dr. med. dent. | Ausra Ramanauskaite, DDS, PhD, Dr. med. dent.
14 Prävention und Management von Komplikationen in der GBR
Isabella Rocchietta, DDS, MSc | Federico Moreno, Lic Odont, M Clin Dent | Francesco D’Aiuto, DMD, M Clin Dent, PhD
Sachregister
Geleitwort
Die GBR-Technik wird seit mehr als 35 Jahren wissenschaftlich dokumentiert und erfolgreich klinisch eingesetzt – das ist eine beeindruckende Leistung! Das vorliegende Lehrbuch ist unter der Leitung von Professor Daniel Buser und einem sorgfältig ausgewählten internationalen Expertenkollegium entstanden und beleuchtet alle wichtigen Aspekte einer der größten neuen Errungenschaften der zeitgenössischen Zahnmedizin. Es werden nicht nur 35 Jahre Fortschritt zusammengefasst, sondern es wird auch der aktuelle wissenschaftliche Stand der GBR-Technik und ihre enorme Bedeutung vor allem für die orale Implantologie umfassend dargestellt. In den letzten Jahren wurden klinische Protokolle entwickelt und verfeinert, welche die Komplexität und den Zeitaufwand der Behandlung reduzieren und die Patientenmorbidität verringern sollen. Außerdem eröffnete die bemerkenswerte Zuverlässigkeit und Vorhersagbarkeit der GBR-Technik zahlreiche neue klinische Anwendungsgebiete.
Das Wissen darüber, welche Techniken und zugehörigen Biomaterialien heute empfohlen werden, ermöglicht dem Kliniker in Verbindung mit der unverzichtbaren soliden wissenschaftlichen Dokumentation eine zielgerichtete klinische Entscheidungsfindung im Hinblick auf die nachfolgende Behandlung. Dazu gehört auch die Berücksichtigung des individuellen Ausbildungsstands und der chirurgischen Kompetenz und Erfahrung des Behandlers. Von besonderer Bedeutung ist das SAC-Konzept, das einfache, anspruchsvolle und komplexe Fälle objektiv nach dem Schwierigkeitsgrad der klinischen Situation unterscheidet. Es wird vom Hauptautor seit vielen Jahren nachdrücklich empfohlen.
Oral- und Kieferchirurgen, Parodontologen, Prothetiker und Allgemeinzahnärzte sowie Studierende der Zahnmedizin finden hier zweifelsohne die detaillierten Informationen, die für eine erfolgreiche Umsetzung der GBR-Technik in der täglichen Praxis relevant sind – letztlich zum Wohle unzähliger Patienten.
Urs C. Belser, DMD, Prof. em. Dr. med. dent.
Professor Emeritus
Universitätsklinik für Zahnmedizin Genf
Genf, Schweiz
Widmung
Dieses Lehrbuch ist Robert K. Schenk, Prof. Dr. med., gewidmet, der Professor für Anatomie an der Universität Bern in der Schweiz war. Er war ein weltbekannter Wissenschaftler auf den Gebieten der Knochenphysiologie und der Knochenheilung. Seine Einführung in die Grundlagen der Knochenheilung machte die enormen Fortschritte der GBR-Technik in den 1990er Jahren erst möglich. 1994 war Dr. Schenks Kapitel über die Grundlagen der Knochenheilung im ersten GBR-Buch eine Sensation. Er konnte sein Wissen mit exzellenten histologischen Fotos aus seinem Labor illustrieren. Neben der großzügigen Bereitschaft, sein Wissen und seine Weisheit zu teilen, war er ein echter Freund und Mentor.
Robert K. Schenk, Prof. Dr. med. (1923–2011)
Vorwort
Der Einsatz von Barrieremembranen zur Regeneration von Knochendefekten hat die orale Implantologie im Verlauf der letzten 35 Jahre enorm bereichert und einen deutlich häufigeren Einsatz von Zahnimplantaten ermöglicht. Dieses Prinzip wird als „membrangeschützte Knochenregeneration“ oder GBR-Technik bezeichnet und wurde erstmals 1959 von Hurley und Mitarbeitern zur Behandlung der experimentellen spinalen Fusion beschrieben. In den 1960er Jahren untersuchten die Forschergruppen von Bassett und Boyne Millipore-Filter bei der Behandlung kortikaler Defekte an Röhrenknochen und der Rekonstruktion des Kiefers. Die Autoren verwendeten Millipore-Filter zur Schaffung einer für die Osteogenese günstigen Umgebung, da fibröse Bindegewebezellen aus den Knochendefekten ausgeschlossen wurden. Allerdings führten diese Studien seinerzeit nicht zur klinischen Anwendung von Barrieremembranen am Patienten.
Das klinische Potenzial von Barrieremembranen auf dem Gebiet der Parodontologie wurde erst zu Beginn der 1980er Jahre von der Forschergruppe von Nyman und Karring erkannt, die den Einsatz von Barrieremembranen zur parodontalen Regeneration systematisch untersuchten. Wenige Jahre später wurden Barrieremembranen auch in experimentellen Studien für die Regeneration von Knochendefekten untersucht. Die ersten drei Studien wurden von Dahlin und Nyman in Göteborg durchgeführt. Aufgrund der vielversprechenden Ergebnisse dieser Studien wurde gegen Ende der 1980er Jahre der klinische Einsatz von Barrieremembranen auch bei Implantatpatienten untersucht. So wurde an der Universität Bern im Oktober 1988 die erste Operation mit einer Goretex-Membran zur periimplantären Knochenregeneration durchgeführt. Nach 5-jähriger intensiver experimenteller und klinischer Arbeit erschien 1994 das Lehrbuch Membrangeschützte Knochenregeneration in der Implantologie, welches bei den Lesern aus dem Gebiet der oralen Implantologie auf großes Interesse stieß. Im Jahr 2009 erschien eine weitere Auflage des GBR-Buches mit einer Aktualisierung des wissenschaftlichen Wissens und der Operationsverfahren, die nach 20 Jahren klinischer Anwendung der GBR-Technik etabliert waren.
In den letzten 15 Jahren haben sich das wissenschaftliche Wissen und die klinische Erfahrung weiterentwickelt. Im Laufe dieser Jahre wurden zahlreiche Anstrengungen zur Feinabstimmung der Operationsverfahren unternommen, um die regenerativen Ergebnisse zu verbessern oder die Invasivität der Eingriffe zu reduzieren. Daher war es an der Zeit, sich erneut um die Analyse der wissenschaftlichen Basis der GBR-Technik und ihrer klinischen Anwendungen zu bemühen. Das Ergebnis halten Sie in Ihren Händen: GBR-Technik in der Implantologie – Seit 35 Jahren Fortschritt und neue Anwendungen. Auch dieses Buch wurde für den chirurgisch tätigen Zahnarzt mit Interesse an der GBR-Technik verfasst.
Als Einführung in das Thema dieses Buches wird in Kapitel 1 die Entwicklungs- und Feinabstimmungsphase der GBR-Technik in den letzten 35 Jahren dargelegt. Kapitel 2 behandelt die biologischen Grundlagen der Knochenregeneration und liefert ein wissenschaftliches Update der Knochenneubildung und des Knochenumbaus. Die ausgezeichnete Darstellung der Histologie durch unentkalkte Schnitte stützt sich auf eine mehr als 30-jährige experimentelle, translationale Forschung und zeigt die Einzelheiten der Knochenregeneration im Allgemeinen und der Knochenneubildung in membrangeschützten Defekten mit Knochentransplantaten oder Knochenersatzmaterialien im Besonderen. Kapitel 3 beschreibt die molekularen und zellulären Eigenschaften von autogenen Knochenchips. Außerdem wird darauf eingegangen, dass diese autogenen Knochenchips verschiedene Wachstumsfaktoren freisetzen, wenn sie in einer Mischung aus patienteneigenem Blut und steriler physiologischer Kochsalzlösung gelagert werden. Kapitel 4 beschreibt die Hart- und Weichgewebeveränderungen nach der Zahnextraktion. Der Kliniker muss diese biologischen Mechanismen verstehen, um die am besten geeignete Behandlungsoption bei der Implantation nach Extraktion auswählen zu können. Kapitel 5 beschreibt systematisch die chirurgischen und anatomischen Faktoren, die Einfluss auf das regenerative Ergebnis der GBR-Technik haben, wie die interessanten Klassifikationen der Defektmorphologie.
Im klinischen Abschnitt des Buches, den Kapiteln 6 bis 14, werden die verschiedenen Anwendungsbereiche der GBR-Technik mit den entsprechenden chirurgischen Operationstechniken ausführlich besprochen. Jedes Kapitel befasst sich mit einer bestimmten Indikation und beschreibt die Kriterien für die Patientenauswahl, das schrittweise chirurgische Vorgehen sowie Aspekte der postoperativen Behandlung. Die Betonung liegt auf der Schnittführung und dem Lappendesign, der Auswahl, Handhabung und Platzierung der Barrieremembranen, der Kombination von Membranen und autogenen Knochentransplantaten sowie Knochenersatzmaterialien mit niedriger Resorptionsrate und Aspekte des Wundverschlusses. Diese Kapitel des Buches spiegeln den immensen Fortschritt und die ausgezeichnete Dokumentation der GBR-Technik in den vergangenen 10 bis 15 Jahren und ihre herausragende Bedeutung im klinischen Alltag der implantologischen Therapie wider.
Danksagungen
Als Herausgeber danke ich allen Autoren und Co-Autoren ganz herzlich für ihren großen Einsatz und die Zeit, die sie in das Schreiben der 14 Kapitel investiert haben. Die Arbeit war nicht nur sehr intensiv – sie fiel auch in die Zeit einer Pandemie. Dennoch war es eine sehr befriedigende Erfahrung, mit derart qualifizierten Kolleginnen und Kollegen von Weltruf zusammenzuarbeiten. Manche von ihnen sind schon lange enge persönliche Freunde, was die Arbeit sogar noch angenehmer machte. Außerdem möchte ich an dieser Stelle erwähnen, dass alle Autoren, mich selbst eingeschlossen, zugestimmt haben, dass ihre Tantiemen in vollem Umfang an die Buser Implant Foundation fließen. Diese Stiftung wurde im August 2019 ins Leben gerufen, als ich nach 20 Jahren als Professor und Direktor der Klinik für Oralchirurgie und Stomatologie an der Universität Bern emeritiert wurde. Ziele der Stiftung sind die Förderung der Weiterbildung und Forschung auf dem Gebiet der oralen Implantologie, indem junge Kollegen unseres Berufsstands persönliche Stipendien und Junior Investigator Grants erhalten können. Die erste Buser Foundation Scholarship in oraler Implantologie wurde im Frühling 2021 vergeben.
Außerdem danke ich Bernadette Rawyler für die wunderschönen digitalen Bilder in meinen Kapiteln. Sie erleichtern den Autoren die korrekte Vermittlung der Botschaft und der notwendigen Informationen an die Leserschaft.
Zu guter Letzt danke ich Sandra Wittmann und Anita Hattenbach von Quintessence Publishing ganz herzlich für die ausgezeichnete Zusammenarbeit bei der Realisierung dieses Buches. Die hochwertige Arbeit und die hervorragende Druckqualität von Quintessence Publishing waren erneut herausragend und verdienen hohe Anerkennung. Sie spiegeln die mehr als 30-jährige enge Zusammenarbeit mit Quintessence Publishing in Berlin und Chicago wider. Ich danke Horst-Wolfgang Haase, Christian W. Haase sowie Alexander Ammann für diese ausgezeichnete Zusammenarbeit über so viele Jahre, die auf gegenseitigem Vertrauen, Respekt und Freundschaft beruht.
Bern, im September 2025
Daniel Buser, DMD, Prof. em. Dr. med. dent.
Professor Emeritus
Zahnmedizinische Kliniken der Universität Bern
Bern, Schweiz
Zentrum für Implantologie Buser & Frei
Bern Bümpliz, Schweiz
Autoren
Mauricio G. Araújo, DMD, MSc, PhD
Leiter der Forschungsgruppe für Parodontologie und dentale Implantologie
Zahnmedizinische Klinik
Staatliche Universität von Maringá
Maringá, Brasilien
Thomas von Arx, DMD, Prof. em. Dr. med. dent.
Ehemaliger Stellvertretender Klinikdirektor
Klinik für Oralchirurgie und Stomatologie
Zahnmedizinische Kliniken der Universität Bern
Bern, Schweiz
Maria B. Asparuhova, PhD, PD Dr.
Forschungsgruppenleiterin und Dozentin
Labor für Orale Zellbiologie
Dentales Forschungszentrum
Zahnmedizinische Kliniken der Universität Bern
Bern, Schweiz
Urs C. Belser, DMD, Prof. em. Dr. med. dent.
Professor Emeritus
Universitätsklinik für Zahnmedizin Genf
Genf, Schweiz
Dieter D. Bosshardt, MSc, PhD, Prof. em. Dr. nc. nat.
Ehemaliger Leiter
Robert K. Schenk Labor für Orale Histologie
Zahnmedizinische Kliniken der Universität Bern
Bern, Schweiz
Vedrana Braut, DMD, Dr. med. dent.
Eigene Praxis
Matulji, Kroatien
Daniel Buser, DMD, Prof. em. Dr. med. dent.
Professor Emeritus
Zahnmedizinische Kliniken der Universität Bern
Bern, Schweiz
Zentrum für Implantologie Buser & Frei
Bern Bümpliz, Schweiz
Vivianne Chappuis, DMD, Prof. Dr. med. dent.
Professorin und Klinikdirektorin
Klinik für Oralchirurgie und Stomatologie
Zahnmedizinische Kliniken der Universität Bern
Bern, Schweiz
Stephen T. Chen, MDSc, PhD
Außerordentlicher klinischer Professor
Klinik für Parodontologie
Melbourne Dental School
The University of Melbourne
Parkville, Australien
Francesco D’Aiuto, DMD, M Clin Dent, PhD
Leiter der Abteilung für Parodontologie
Eastman Dental Institute
University College London
London, Vereinigtes Königreich
Adam Hamilton, BDSc, DCD, FRACDS, MRACDS (Pros)
Prosthodontist und Senior Lecturer (Hochschuldozent)
Dental School
University of Western Australia
Nedlands, Australien
Simone F. M. Janner, DMD, PD Dr. med. dent.
Zentrum Implantologie
Kiefer-, Gesichts- und Oralchirurgie
ZIKO Bern
Bern, Schweiz
Simon S. Jensen, DDS, Prof. Dr. odont.
Professor
Abteilung für Oralbiologie und Immunpathologie
Klinik für Zahnheilkunde
Fakultät für Gesundheit und medizinische Wissenschaften, Universität Kopenhagen
Professor
Klinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
Zentrum für Kopf und Orthopädie
Universitätsklinikum Kopenhagen
Kopenhagen, Dänemark
Sascha A. Jovanovic, DDS, MS
Gründer und akademischer Leiter
gIDE Institute
Los Angeles, Kalifornien, USA
Alberto Monje, DDS, MS, PhD
Gastwissenschafter
Klinik für Parodontologie
Zahnmedizinische Klinik der Universität Bern
Bern, Schweiz
Klinik CICOM Monje
Badajoz, Spanien
Federico Moreno, Lic Odont, M Clin Dent
Klinischer Dozent
Abteilung für Parodontologie
Eastman Dental Institute
University College London
Eigene Praxis
London, Vereinigtes Königreich
Ausra Ramanauskaite, DDS, PhD, Dr. med. dent.
Assistenzprofessorin
Poliklinik für Zahnärztliche Chirurgie und Implantologie
Fachbereich Medizin
Goethe-Universität
Zentrum für Zahnheilkunde und Oralmedizin (Carolinum)
Frankfurt am Main, Deutschland
Isabella Rocchietta, DDS, MSc
Honorary Senior Research Associate
Abteilung für Parodontologie
Eastman Dental Institute
University College London
London, Vereinigtes Königreich
Frank Schwarz, DMD, Prof. Dr. med. dent.
Professor und Direktor
Poliklinik für Zahnärztliche Chirurgie und Implantologie
Fachbereich Medizin
Goethe-Universität
Zentrum für Zahnheilkunde und Oralmedizin (Carolinum)
Frankfurt am Main, Deutschland
Istvan Urban, DMD, MD, PhD
Assistenzprofessor
Klinik für restaurative Zahnheilkunde
Zahnmedizinische Fakultät
Loma Linda University
Loma Linda, Kalifornien
Außerordentlicher Professor
Klinik für Parodontologie und Oralmedizin
Zahnmedizinische Fakultät
University of Michigan
Ann Arbor, Michigan, USA
1
Die Entwicklung der GBR-Technik in den letzten 35 Jahren
Daniel Buser
Die moderne orale Implantologie basiert auf dem Konzept der Osseointegration, das vor wenigen Jahren seinen 50. Geburtstag feierte.1 Der gewaltige Fortschritt bei der Rehabilitation von teil- und unbezahnten Patienten beruht auf experimentellen Grundlagenstudien von zwei Forschungsgruppen: dem schwedischen Team an der Universität Göteborg unter der Leitung von Professor Per-Ingvar Brånemark und dem schweizerischen Team an der Universität Bern unter der Leitung von Professor André Schroeder. Diese beiden Forschungsgruppen veröffentlichten Ende der 1960er und Anfang der 1970er Jahre unabhängig voneinander bahnbrechende Artikel über das Phänomen der osseointegrierten Titanimplantate.2–4 Ein osseointegriertes Implantat zeichnete sich durch die direkte Apposition von lebendem Knochen an die Implantatoberfläche aus.5–7
In der Frühphase dieser Entwicklung wurde eine Reihe von Voraussetzungen für eine vorhersagbare Osseointegration postuliert,2,3 von denen einige in den vergangenen 50 Jahren revidiert wurden, während andere weiterhin ihre Gültigkeit haben. Um eine Osseointegration zu erreichen, muss ein Implantat mit einem schonenden chirurgischen Verfahren eingesetzt werden, um den Knochen während der Präparation des passgenauen Implantatbetts nicht zu überhitzen; zudem sollte das Implantat eine ausreichende Primärstabilität erzielen.5,8 Wie in vergleichenden experimentellen Studien gezeigt wurde, werden offen (einzeitiges Vorgehen) und gedeckt (zweizeitiges Vorgehen) einheilende Titanimplantate bei Befolgung dieser klinischen Leitlinien vorhersagbar und erfolgreich osseointegrieren.9,10
Zu Beginn der klinischen Erprobung osseointegrierter Implantate waren die meisten behandelten Patienten zahnlos und mehrere retrospektive Studien präsentierten vielversprechende Resultate.11–13 Ermutigt durch die guten Behandlungsergebnisse begannen die Zahnärzte, osseointegrierte Implantate immer häufiger auch bei teilbezahnten Patienten zu verwenden. Gegen Ende der 1980er und zu Beginn der 1990er Jahre veröffentlichten zahlreiche Gruppen dazu erste Studien mit Erfolg versprechenden Kurzzeitergebnissen.14–18 In der Folge wurden Implantate im klinischen Alltag immer häufiger zur Versorgung von Einzelzahnlücken und distalen Freiendsituationen verwendet, und heute stehen diese Indikationen in vielen klinischen Zentren im Vordergrund.19–21
Eine der wichtigsten Voraussetzungen für eine erfolgreiche Osseointegration ist ein ausreichendes Angebot an gesundem Knochen an der Implantationsstelle. Dazu gehört nicht nur eine genügende Knochenhöhe, welche die Insertion eines Implantats mit geeigneter Länge gestatten muss, sondern auch eine ausreichende Breite des Alveolarkamms. In den 1980er und 1990er Jahren wurde in klinischen Studien gezeigt, dass osseointegrierte Implantate, die in einen Bereich mit unzureichender bukkaler Knochenwand eingesetzt werden, häufiger Weichgewebekomplikationen entwickeln und/oder eine schlechtere Langzeitprognose haben.22,23 Um ein vermehrtes Auftreten von Komplikationen und Verluste von Implantaten zu vermeiden, schlugen diese Studien vor, dass potenzielle Implantatstellen mit unzureichendem Knochenangebot entweder als lokale Kontraindikationen einer Implantatversorgung eingestuft oder lokal im Rahmen eines entsprechenden chirurgischen Verfahrens augmentiert werden sollten, um den lokalen Knochendefekt zu regenerieren.
In diesen ersten Jahrzehnten wurde mehrfach versucht, neue Operationsverfahren zur Augmentation lokaler Knochendefekte im Alveolarkamm zu entwickeln, um diese lokalen Kontraindikationen der implantologischen Behandlung zu überwinden. Zu den vorgeschlagenen Verfahren gehörten die vertikale Alveolarkammaugmentation mit autogenen Knochenblocktransplantaten aus dem Beckenkamm bei extrem atrophischen Ober- und Unterkiefern,24,25 Verfahren zur Sinusbodenelevation im Oberkiefer,26–28 autogene Auflagerungsosteoplastiken zur lateralen Alveolarkammaugmentation29–31 sowie Split-Crest-Techniken, wie die alveoläre Extensionsplastik.32–34
Im selben Zeitraum wurde zusätzlich zu diesen neuen Operationsverfahren das Konzept der membrangeschützten Knochenregeneration (Guided Bone Regeneration, GBR) eingeführt, bei dem Barrieremembranen eingesetzt werden. In Fallberichten und klinischen Kurzzeitstudien berichteten zahlreiche Autoren von ersten Erfolgen mit dieser Membrantechnik zur Regeneration lokaler Knochendefekte bei Implantatpatienten.35–40
Dieses Lehrbuch bietet einen Überblick über die biologischen Grundlagen der GBR-Technik und ihre verschiedenen klinischen Einsatzmöglichkeiten bei Implantatpatienten. Die GBR-Technik wird seit nunmehr 35 Jahren klinisch angewendet. In dieser Zeit durchlief sie eine Entwicklungphase, und seit der Jahrtausendwende eine Phase der routinemäßigen Anwendung mit extensiven Bemühungen zur Feinabstimmung des Operationsverfahrens (Abb. 1-1). Im Vordergrund standen die Verbesserung des chirurgischen Verfahrens, die Erweiterung des Indikationsspektrums, die Verbesserung der Vorhersagbarkeit erfolgreicher Ergebnisse mit der Reduktion von möglichen Komplikationen sowie die Reduktion von Morbidität und Schmerzen für die Patientinnen und Patienten.
App. 1-1 Die Entwicklung der GBR in den letzten 35 Jahren seit dem Ende der 1980er Jahre. ePTFE, expandiertes Polytetrafluoroethylen; DBBM, deproteinisiertes bovines Knochenmineral; Ti-Zr, Titan-Zirkon.
Entwicklungsphase
Der Einsatz von Barrieremembranen bei Implantatpatienten wurde durch den klinischen Einsatz von Barrieremembranen zur parodontalen Regeneration, die sogenannte membrangeschützte Geweberegeneration (Guided Tissue Regeneration, GTR), angeregt. Die GTR-Technik wurde zu Beginn der 1980er Jahre von Nyman et al. entwickelt.41,42 Die ersten Studien erfolgten mit Millipore-Filtern, die bereits Ende der 1950er und in den 1960er Jahren in experimentellen Studien zur Regeneration von Knochendefekten verwendet worden waren.43–45 Allerdings hatten diese Studien keinen Einfluss auf die Entwicklung neuer chirurgischer Verfahren zur Regeneration umschriebener Defekte im Kieferknochen – vermutlich, weil das Potenzial der Membrantechnik für diese Indikation zur damaligen Zeit nicht erkannt wurde.
Die Artikel von Nyman et al.41,42, die beide von erfolgreichen Behandlungsergebnissen mit der GTR-Technik berichteten, stießen auf großes Interesse und führten Mitte bis Ende der 1980er Jahre zu einer gesteigerten Forschungsaktivität.46–49 Diese Studien wurden bereits mit bioinerten Membranen aus expandiertem Polytetrafluoroethylen (ePTFE) durchgeführt, welche im Laufe der Entwicklungsphase zur Standardmembran für GTR- und GBR-Verfahren avancierten. Die Verwendung von ePTFE-Membranen bei der Knochenregeneration wurde Mitte der 1980er Jahre von der Gruppe um Dahlin et al. begründet, die dazu mehrere präklinische Studien durchführten.50–52 Diese Studien bestätigten das Konzept, wonach durch das Einbringen einer ePTFE-Membran eine physikalische Barriere für die Gewebe und Zellen geschaffen wird, die potenziell zur Wundheilung in dem solchermaßen abgeschlossenen Raum beitragen würde. Die Barrieremembran fördert die Proliferation angiogener und osteogener Zellen aus dem Knochenmark in den Knochendefekt ohne Interferenz durch Fibroblasten. Diese Vorgänge wurden von Schenk et al.53 in einer bahnbrechenden experimentellen Studie an Foxhounds anschaulich dargestellt. Das aktuelle Wissen über die biologischen Abläufe bei der Wundheilung in membrangeschützten Knochendefekten wird in Kapitel 2 dieses Lehrbuchs detailliert besprochen.
Die Anwendung von ePTFE-Membranen im Rahmen der GBR-Technik begann Ende der 1980er Jahre. Das wichtigste Ziel war die Regeneration periimplantärer Knochendefekte an Implantatstellen mit lokalem Knochenmangel. Die GBR-Technik wurde sowohl bei einzeitigen als auch bei zweizeitigen Implantationen angewendet. Die simultane GBR kam vor allem bei der Sofortimplantation in Extraktionsalveolen zur Regeneration periimplantärer Knochendefekte35,36,38 sowie bei Implantaten mit krestalen Dehiszenzen zum Einsatz.40 Das zweizeitige Vorgehen wurde in klinischen Situationen mit abgeheiltem Kieferknochen, aber unzureichender Alveolarkammbreite ausgewählt. Beim Ersteingriff wurde der Alveolarkamm mithilfe der Membrantechnik verbreitert, um dann im Anschluss an eine Heilungsphase von 6 bis 9 Monaten in einem zweiten Eingriff das Implantat zu setzen.37
Bereits frühzeitig wurden bei beiden Ansätzen Komplikationen beobachtet und Modifikationen der Operationstechniken vorgeschlagen, um die Vorhersagbarkeit erfolgreicher Behandlungsergebnisse zu erhöhen. Eine häufige Komplikation war der Kollaps der ePTFE-Membranen, durch den das Volumen des regenerierten Gewebes unter der Membran reduziert wurde. Außerdem kam es in einigen der regenerierten Bereiche zu einer unzureichenden Knochenbildung sowie zur Ausbildung von periostartigem Gewebe unter der Membran.37,40 Daher empfahlen verschiedene Gruppen den Einsatz von Knochenfüllmaterialien, wie autogenen oder allogenen Knochentransplantaten, um die Membran abzustützen und dadurch das Risiko eines Membrankollapses zu reduzieren.54–56 Die Kombination von ePTFE-Membranen und autogenen Knochentransplantaten erzielte bei beiden Ansätzen gute klinische Ergebnisse. Einige dieser Patienten werden auch noch heute, 25 Jahre nach dem Eingriff, weiter beobachtet und die Befunde dokumentiert (Abb. 1-2 bis 1-4).
App. 1-2Fall 1.(a) Präoperativer Befund (1991). Distale Freiendsituation im rechten Oberkiefer eines Patienten mit abgeheiltem Alveolarkamm. Geplant waren zwei Titanimplantate, um darauf einen festsitzenden Zahnersatz zu befestigen. (b) Nach dem Einsetzen der beiden Implantate zeigte sich am mesialen Implantat ein krestaler Dehiszenzdefekt. Die Kortikalisoberfläche wurde mit einem kleinen Rosenbohrer perforiert, um die Knochenspongiosa zu eröffnen und eine Blutung in den Defektbereich auszulösen. (c) Zur Abstützung der ePTFE-Membran und Förderung der Knochenneubildung wurde der Defektbereich mit lokal gewonnenen Knochenchips augmentiert. (d) Als physikalische Barriere wurde eine bioinerte ePTFE-Membran eingebracht. Die gestanzte Membran wurde am Hals der beiden Implantate stabilisiert. (e) Nach der Periostschlitzung wurde die Operation mit einem spannungsfreien primären Wundverschluss beendet. (f) Klinischer Status 4 Monate nach dem implantologischen Eingriff. Die Wundheilung verlief komplikationslos. (g) Freilegung nach 4-monatiger Einheilung. Der zweite Eingriff diente der Entfernung der nichtresorbierbaren Membran. (h) Klinischer Befund nach Membranentfernung. An beiden Implantaten war eine erfolgreiche Knochenregeneration zu erkennen.
App. 1-2Fall 1.(Forts.) (i) Es wurden längere Einheilkappen eingesetzt. Die Weichgeweberänder wurden adaptiert und mit Einzelknopfnähten fixiert. (j) 2 Wochen später war das Weichgewebe abgeheilt und beide Implantate konnten mit Einzelkronen versorgt werden. (k) Der klinische Befund bei der Kontrolle nach 15 Jahren (2006) zeigte ein zufriedenstellendes Behandlungsergebnis mit stabilen periimplantären Weichgeweben. (l) Röntgenkontrolle nach 15 Jahren: Das Knochenniveau war an den beiden miteinander verblockten Implantaten stabil. (m) Im Jahr 2010 (19 Jahre nach der initialen Operation) wurde lappenlos als Spätimplantation ein weiteres Implantat in der Position des Eckzahns gesetzt. Der intraoperative klinische Befund zeigte an beiden Implantaten im Bereich der Prämolaren ein stabiles periimplantäres Weichgewebe. (n) Im Rahmen der präoperativen Untersuchung des Implantats in der Position des Eckzahns wurde eine DVT-Aufnahme angefertigt. Die orofazialen Schichten zeigten an den beiden Implantaten in der Position der Prämolaren, die zu diesem Zeitpunkt seit 19 Jahren funktionell belastet waren, eine dicke faziale Knochenwand. (o) Klinischer Befund nach dem Einsetzen einer neuen Eckzahnkrone. Das Behandlungsergebnis war angesichts dessen, wann die Implantation mit simultaner GBR-Technik durchgeführt worden ist (1991), sehr zufriedenstellend. (p) Periapikale Röntgenaufnahme nach Abschluss der Therapie. Die beiden TL-Implantate in der Position der Prämolaren waren seit 19 Jahren funktionell belastet und wiesen ein stabiles periimplantäres Knochenniveau auf. Dies war die letzte Kontrolluntersuchung, da der Patient leider eine Demenz entwickelte und ein paar Jahre später verstarb.
App. 1-3Fall 2.(a) Präoperativer Befund (1994). Die bukkale Ansicht des linken Oberkiefers der Patientin zeigt zwei fehlende Prämolaren. Das bukkale Profil ist abgeflacht. (b) Die okklusale intraoperative Ansicht zeigt eine deutliche bukkale Abflachung und einen bukkalen Knochendefekt im Bereich des zweiten Prämolaren. (c) Vor dem Einsetzen des Knochenblocktransplantats wurde die gesamte Oberfläche des bukkalen Knochens perforiert, um die Knochenspongiosa zu eröffnen. Durch ein Débridement wurde Narbengewebe aus dem Knochendefekt entfernt. (d) Das autogene Blocktransplantat aus dem Kinn wurde eingesetzt und mit einer Schraube fixiert. Der umgebende Bereich wurde mit Knochenchips augmentiert. (e) Die okklusale Ansicht zeigt das Volumen des augmentierten Alveolarkamms. (f) Bukkale Ansicht der zur Abdeckung des augmentierten Alveolarkamms eingebrachten bioinerten ePTFE-Barrieremembran. (g) Der primäre Wundverschluss erfolgt mit mehreren Matratzen- und Einzelknopfnähten mit ePTFE-Fäden der Stärken 4-0 und 5-0. (h) 6 Monate nach der Kammaugmentation zeigt der klinische Befund nach Abschluss der komplikationslosen Heilungsphase gesunde Weichgewebe.
App. 1-3Fall 2.(Forts.) (i) Nach Mobilisation eines Lappens und Entfernung der Membran zeigt die okklusale Ansicht nach der Präparation des Implantatbetts ein ausgezeichnetes Alveolarkammvolumen und eine dicke bukkale Knochenwand. (j) Die Ansicht von bukkal bestätigt die erfolgreiche Kammaugmentation. Das Blocktransplantat ist noch zu erkennen und in einigen Bereichen von neu gebildetem Knochen bedeckt. (k) Klinischer Befund beider Implantate nach 3-monatiger offener Einheilung. Die periimplantäre Mukosa war gesund und wies ein schönes Band aus keratinisierter Mukosa auf. (l) Der klinische Befund bei der Kontrolluntersuchung nach 10 Jahren (2005) zeigt zwei verblockte Implantatkronen. Die periimplantäre Mukosa war stabil ohne Zeichen einer periimplantären Entzündung. (m) Die bei der Kontrolle nach 10 Jahren angefertigte periapikale Röntgenaufnahme bestätigt ein stabiles Knochenniveau an den beiden TL-Implantaten mit Hybriddesign. (n) Die klinische Untersuchung nach 25 Jahren (2019) zeigt eine recht gesunde periimplantäre Mukosa, obwohl die Plaque-Kontrolle bei dieser älteren Patientin (86 Jahre) nicht mehr perfekt ist. (o) Die periapikale Röntgenaufnahme bestätigt das stabile Knochenniveau an den beiden TL-Implantaten. (p) Die DVT-Aufnahme zeigt bei den Implantaten in der Position des ersten Prämolaren (links) und des zweiten Prämolaren (rechts) komplett intakte, dicke bukkale Knochenwände.
App. 1-4Fall 3.(a) Präoperativer Befund (1993). Die okklusale Ansicht zeigt eine Freiendsituation im linken Unterkiefer. Der Alveolarkamm dieser Patientin war abgeheilt, aber atrophisch mit starker bukkaler Abflachung. (b) Der intraoperative Befund zeigt eine Alveolarkammbreite von weniger als 3 mm. (c) Status nach horizontaler Kammaugmentation mit zwei Blocktransplantaten aus dem Retromolarbereich in derselben Aufklappung. (d) Die Blocktransplantate wurden mit einer ePTFE-Membran abgedeckt, die mit mehreren Minischrauben fixiert wurde. (e) Am Ende der Operation erfolgte ein spannungsfreier Wundverschluss mit Matratzen- und Einzelknopfnähten, um eine primäre Wundheilung zu erzielen. (f) Klinischer Befund nach 6-monatiger komplikationsloser Heilung. (g) Nach der Mobilisation eines Mukoperiostlappens und der Entfernung der Membran in den Bereichen des ersten Prämolaren und ersten Molaren ist ein ausgezeichnetes Augmentationsergebnis zu erkennen, sodass Implantate gesetzt werden können. (h) 1 Jahr nach der erfolgreichen Restauration (1994) zeigt die periapikale Röntgenaufnahme stabile Knochenniveaus an allen drei TL-Implantaten.
App. 1-4Fall 3.(Forts.) (i) Klinischer Befund bei der Untersuchung nach 15 Jahren. Die periimplantäre Mukosa ist stabil, zeigt aber Anzeichen einer Entzündung. (j) Die Röntgenaufnahme bestätigt das stabile Knochenniveau an allen drei TL-Implantaten. (k) Klinischer Befund bei der Kontrolluntersuchung nach 25 Jahren (2019). Die Patientin ist nun 85 Jahre alt und die Plaque-Kontrolle ist nicht mehr optimal. Die periimplantäre Mukosa an den TL-Implantaten mit glatter Oberfläche im Halsbereich ist sehr stabil. (l) Die periapikale Röntgenaufnahme bestätigt an allen drei TL-Implantaten nach 25-jähriger funktioneller Belastung ein stabiles Knochenniveau. (m) Zur Untersuchung des periimplantären Knochenvolumens wird eine DVT-Aufnahme angefertigt. Die orofazialen Schichten zeigen an beiden Implantaten in der Position des ersten Prämolaren und ersten Molaren, wo 1993 eine Kammaugmentation mit GBR durchgeführt worden war, vollständig intakte bukkale Knochenwände.
Im Jahr 1994 trafen sich in den USA Experten, um nach 5-jähriger klinischer Erfahrung das Potenzial und die beobachteten Komplikationen der GBR-Technik beim Einsatz im klinischen Alltag zu diskutieren (Abb. 1-5). Bei diesem Treffen wurde deutlich, dass Verbesserungen der GBR-Technik erforderlich waren, um sie häufiger bei Implantatpatienten einsetzen zu können. Übereinstimmend ermittelten die Experten folgende Schwachpunkte und Einschränkungen der GBR-Technik mit ePTFE-Membranen in Kombination mit Knochentransplantaten oder Knochenersatzmaterialien:
App. 1-5 Fotografie des Expertentreffens 1994 in Arizona mit Danny Buser, Bill Becker, Sascha Jovanovic und Massimo Simion (von links).
Eine signifikante Inzidenz von Membranexpositionen durch Weichgewebedehiszenzen, die oft zur lokalen Infektion unter der Membran und infolgedessen zu einem schlechteren regenerativen Ergebnis führten.
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Eine schwierige intraoperative Handhabung aufgrund der hydrophoben Eigenschaften der Membran, sodass eine Stabilisierung mit Minischrauben oder Pins erforderlich ist.
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61
Die Notwendigkeit eines Zweiteingriffs zur Entfernung der bioinerten, nicht resorbierbaren Membran mit erhöhter Morbidität und verlängerter Gesamtbehandlungsdauer zulasten des Patienten.
Bei diesem Treffen wurden Ziele formuliert, um die Vorhersagbarkeit und die Attraktivität der GBR-Technik für Implantatpatienten und deren Behandler zu verbessern (Box 1-1). Dabei war den Teilnehmenden an diesem Expertentreffen klar, dass diese Ziele nur durch die Verwendung einer bioresorbierbaren Membran erreicht werden können. Auch dieser Trend stammte aus dem Gebiet der GTR-Technik, wo zu Beginn der 1990er Jahre die ersten bioresorbierbaren Membranen eingeführt worden waren.62,63 Im Anschluss wurden zahlreiche Tierstudien durchgeführt, um den Einsatz verschiedener bioresorbierbarer Membranen mit der GBR-Technik zu testen.64–74 Im Allgemeinen wurden zwei verschiedene Arten von bioresorbierbaren Membranen untersucht:75
Polymermembranen aus Polylactid- oder Polyglycolidsäure
Kollagenmembranen unterschiedlicher tierischer Herkunft
Box 1-1 Ziele bei der Verbesserung der GBR-Technik in der Mitte der 1990er Jahre
Parallel zu diesen präklinischen Studien begannen Kliniker mit der Verwendung bioresorbierbarer Membranen bei ihren Patienten. Die ersten veröffentlichten klinischen Berichte befassten sich vor allem mit Kollagenmembranen,76–80 die inzwischen routinemäßig im klinischen Alltag bei der GBR-Technik verwendet werden.
Bei der GBR-Technik ist die Wahl der geeigneten Barrieremembran genauso wichtig für das regenerative Ergebnis wie die Wahl des geeigneten Knochenfüllmaterials. Zu Beginn der 1990er Jahre wurden autogene Knochenchips vor allem aus mechanischer Sicht verwendet. Sie sollten die Membran stützen und ihren Kollaps während der Heilung verhindern. Mitte der 1990er Jahre zeigten Buser et al.81 in einer ersten präklinischen Studie an Minischweinen, dass sich Knochenfüllmaterialien hinsichtlich ihres osteogenetischen Potenzials und der Substitutionsrate während des Knochenumbaus unterscheiden.
Die verschiedenen Biomaterialien, die bei GBR-Verfahren verwendet werden, wie Knochentransplantate, Knochenersatzmaterialien und Barrieremembranen, werden in Kapitel 2 im Detail besprochen.
Routinephase und Feinabstimmung der GBR-Technik
Etwa im Jahr 2000 trat die GBR-Technik in die Phase der routinemäßigen Anwendung im klinischen Alltag ein. Seither ist sie das Standardverfahren zur Regeneration lokaler Knochendefekte bei Implantatpatienten. Dies wurde 2007 von Aghaloo und Moy82 in einem systematischen Review bestätigt, in dem sie zeigten, dass Implantate, die in Kombination mit der GBR-Technik gesetzt wurden, bessere Überlebens- und Erfolgsraten erzielten. Außerdem war die GBR-Technik die einzige gut dokumentierte Operationstechnik unter vielen, die zur lokalisierten Alveolarkammaugmentation verwendet wurde. Das einzige andere, zu dieser Zeit ebenfalls wissenschaftlich gut dokumentierte Operationsverfahren zur Knochenaugmentation war die Sinusbodenelevation im Seitenzahnbereich des Oberkiefers.
In den letzten 25 Jahren wurden jedoch durch die Entwicklung neuer Technologien und durch ein weitaus besseres Verständnis der Biologie der beteiligten Gewebe und Transplantate deutliche Fortschritte auf dem Gebiet der GBR-Technik erzielt.
Die wichtigsten Verbesserungen sind:
Die Entwicklung eines weitaus besseren 3-dimensionalen Röntgenverfahrens (Digitale Volumentomographie, DVT)
Ein enormer Wissenszuwachs über die Gewebebiologie in Extraktionsalveolen
Ein weitaus besseres Verständnis der biologischen Eigenschaften von Knochentransplantaten und Knochenersatzmaterialien
Die Entwicklung neuartiger, durchmesserreduzierter Implantate
DVT als neuartiges 3-dimensionales Röntgenverfahren
Die Entwicklung der DVT begann gegen Ende der 1990er Jahre mit einer ersten Veröffentlichung von Mozzo et al.83 und ist vermutlich eine der wichtigsten Neuerungen in der oralen Implantologie in den letzten 25 Jahren. Dieses neuartige 3-dimensionale Röntgenverfahren ermöglicht eine Schnittbildgebung mit weitaus höherer Bildqualität und deutlicher Reduktion der Strahlenexposition im Vergleich zu der in den 1990er Jahren in der Zahnmedizin eingesetzten Computertomografie (Dentales CT). Das DVT wird nicht nur zur präoperativen Untersuchung der Patienten verwendet, sondern auch zur Dokumentation der Kontrollbefunde nach der Durchführung von Knochenaugmentationen.84,85 Präoperativ zeigt das DVT das Ausmaß von Knochendefekten an potenziellen Implantatstellen und ermöglicht somit die morphologische Einteilung der Defekte. Diese Aspekte werden ausführlich in Kapitel 5 besprochen. Außerdem ist das DVT eine der Grundlagen für den Einsatz digitaler Technologien, wie der computerassistierten Implantatchirurgie (Computer-Aided Implant Surgery, CAIS).
Besseres Verständnis der Gewebebiologie in Extraktionsalveolen
Die Fortschritte auf diesem Gebiet wurden etwa 2004 oder 2005 mit Grundlagenstudien zu Knochenveränderungen in Extraktionsalveolen durch die Gruppe um Lindhe et al. eingeleitet. Anfangs trug eine Serie experimenteller Studien an Hunden (Beagles) dazu bei, das Konzept der Bündelknochenresorption nach der Zahnextraktion zu verstehen.2,86 Auf diese Studien folgten mehrere klinische Studien mit Verwendung der DVT-Technik (Review bei Chappuis et al.88). Dieses neue Wissen war entscheidend für die Festlegung von Selektionskriterien bei einer Implantation in Extraktionsalveolen. In Kapitel 4 wird der aktuelle Wissensstand über Weich- und Hartgewebeveränderungen ausführlich besprochen. Kapitel 6 befasst sich mit den Selektionskriterien für die verschiedenen Behandlungsoptionen.
Besseres Verständnis der biologischen Eigenschaften von Knochentransplantaten und Knochenersatzmaterialien
Wie bereits in einem der vorausgehenden Absätze erwähnt, wurden schon gegen Ende der 1980er Jahre im Rahmen der GBR-Technik autogene Knochenchips verwendet, allerdings vorwiegend zum Abstützen der Membran, um deren Kollaps in der Heilungsphase zu verhindern. Gegen Ende der 1990er Jahre belegten Buser et al.81 in einer ersten präklinischen Studie an Minischweinen die unterschiedlichen biologischen Merkmale von Knochenfüllmaterialien. Autogene Knochenchips besitzen ein ausgezeichnetes osteogenetisches Potenzial, fördern in der Frühphase der Heilung die Knochenneubildung und besitzen beim Knochenumbau eine hohe Substitutionsrate. Alle anderen untersuchten Knochenfüllmaterialien gingen in der frühen Heilungsphase mit einer deutlich geringeren Knochenneubildung einher, wobei eines interessanterweise eine klar niedrigere Substitutionsrate aufwies. Anschließend führten Jensen et al.2–89 mehrere experimentelle Studien mit verschiedenen Knochenfüllmaterialien durch, in denen das überlegene osteogenetische Potenzial von autogenen Knochenchips im Vergleich zu allen anderen untersuchten Knochenfüllmaterialien bestätigt wurde. Allerdings wurde in diesen Studien auch gezeigt, dass manche Knochenfüllmaterialien eine sehr gute Volumenstabilität mit tiefer Substitutionsrate besitzen, wie deproteinisiertes bovines Knochenmineral (DBBM), ein bovines Knochenfüllmaterial. Diese neuen Einblicke in die biologischen Eigenschaften von Knochentransplantaten und Knochenersatzmaterialien sprachen immer mehr für die Verwendung von zwei Knochenfüllmaterialien als sogenanntes Composite Graft, das zweischichtig oder gemischt verwendet werden kann (siehe Kap. 2).
In den 2010er Jahren wurden die Eigenschaften von autogenen Knochenchips in einer Serie von In-vitro-Studien in Zellkulturen weiter untersucht. Die Studien ergaben, dass diese Knochenchips sofort Wachstumsfaktoren (Growth Factors, GFs), wie Transforming Growth Factor β1 (TGF-β1) und Bone Morphogenetic Protein 2 (BMP-2), in das sie umgebende Blut abgeben – beides potente Wachstumsfaktoren der Osteogenese.92–95 Nach der Freisetzung der Wachstumsfaktoren wird das mit ihnen angereicherte Blut als Bone-conditioned Medium (BCM) bezeichnet. Dieses BCM kann Knochenfüllmaterialien und Barrieremembranen biologisch für die GBR-Technik aktivieren.96,97 Die Details werden in dem komplett neu verfassten Kapitel 3 besprochen.
Entwicklung neuartiger durchmesserreduzierter Implantate aus einer Ti-Zr-Legierung
Bereits Mitte der 1990er Jahre waren durchmesserreduzierte Implantate (Narrow-Diameter Implants, NDIs) aus handelsüblichem Reintitan (Commercially Pure Titanium, CPTi) verfügbar, die aber nur selten klinisch eingesetzt wurden, weil sie unter klinischer Belastung häufig Ermüdungsbrüche zeigten.98 Seinerzeit wurde zur Reduktion des Frakturrisikos das Verblocken der NDIs mit anderen Implantaten empfohlen.8 Etwa 2010 wurde eine neue Titan-Zirkon(Ti-Zr)-Legierung, das Roxolid (Straumann), auf den Markt gebracht. Dieses neue Implantatmaterial war weitaus fester als das handelsübliche Reintitan.99 Das festere Implantatmaterial konnte das Frakturrisiko reduzieren und erweiterte so den Einsatzbereich im klinischen Alltag. Zwischenzeitlich wurden NDIs in klinischen Studien und Systematic Reviews gut dokumentiert.2–100 In der aktuellsten Patientenpool-Analyse über 3 Jahre (2014 bis 2016) an der Universität Bern stieg der Anteil der NDIs deutlich auf etwa 25 % an.21 Daraus folgt, dass sich ihr Einsatz innerhalb von 6 Jahren mehr als verdoppelt hat.20
Im klinischen Alltag hat der Einsatz von NDIs zwei Vorteile. Erstens ermöglichen sie in Grenzfällen mit einer Alveolarkammbreite von etwa 6 mm die Implantation nach einem Standardprotokoll ohne simultane GBR-Technik. Zweitens optimieren sie bei einem lokalen Knochendefekt die Defektmorphologie nach Implantation und reduzieren so die Notwendigkeit einer zweizeitigen Augmentation. Der Nutzen für die Patienten ist offensichtlich, da auf diese Weise neben der Morbidität auch die Kosten reduziert werden. Diese Details werden in Kapitel 5 besprochen.
Alle diese Entwicklungen haben uns erlaubt, die GBR-Technik in den letzten 25 Jahren weiter zu verbessern. Die Einzelheiten dieser Aspekte werden in den klinischen Kapiteln dieses Buches besprochen.
Zusammenfassung
Im Laufe der Jahre wurden deutliche Fortschritte mit der GBR-Technik bei Implantatpatienten erzielt. Sie ist inzwischen nicht nur zum Standardverfahren bei der Regeneration von lokalisierten Knochendefekten im Alveolarkamm potenzieller Implantatpatienten geworden, sondern hat auch entscheidend zur raschen Verbreitung der Implantattherapie in den vergangenen 25 Jahren und zu den erheblichen Fortschritten bei der Anwendung der Implantattherapie im ästhetischen Bereich beigetragen.
Die in den jeweiligen klinischen Situationen empfohlenen Verfahren werden Schritt für Schritt in den Kapiteln 6 bis 13 dargestellt. Der Leser wird rasch feststellen, dass die empfohlenen Operationsverfahren eher konservativ sind und den Grundregeln der Knochenaugmentationsverfahren folgen. Dies ist das für den Kliniker am besten vorhersagbare Vorgehen, um mit geringem Komplikationsrisiko ein erfolgreiches Behandlungsergebnis zu erreichen. Dadurch kann er ein erfolgreicher Implantatchirurg werden, der den hohen Erwartungen der heutigen Patienten gerecht werden kann.
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Knochenregeneration in membrangeschützten Defekten
Dieter D. Bosshardt | Simon S. Jensen | Daniel Buser
Sowohl für das ästhetische Ergebnis als auch für die Langzeitstabilität eines Zahnimplantats ist ein ausreichendes Volumen vitalen Knochens erforderlich. Die klinische Erfahrung hat gezeigt, dass bei etwa 50 % der geplanten Implantatoperationen eine horizontale oder vertikale Knochenaugmentation notwendig ist, um ein ausreichendes periimplantäres Knochenvolumen zu erzielen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten zur Unterstützung der Knochenneubildung, wie (1) die Osteoinduktion durch autogene Knochentransplantate oder die Zugabe von Wachstumsfaktoren, (2) die Osteokonduktion durch autogene Knochentransplantate oder Knochenersatzmaterialien, die bei der Knochenneubildung als Gerüst dienen, (3) die Übertragung von Stammzellen oder Vorläuferzellen, die sich zu Osteoblasten differenzieren, (4) die Distraktionsosteogenese und (5) die membrangeschützte Knochenregeneration (GBR-Technik) mithilfe von Barrieremembranen. Allen Verfahren liegen dieselben grundsätzlichen Mechanismen der Knochenheilung zugrunde.
Knochen besitzt ein einzigartiges Regenerationspotenzial, das sich vermutlich am besten am Prozess der Frakturheilung illustrieren lässt. Frakturen und lokale Defekte heilen oder regenerieren durch die Bildung eines Regenerationsgewebes, das ebenso hochstrukturiert ist wie der zerstörte Knochen und daher keine Narbe hinterlässt. Dieser Heilungsvorgang wird häufig als Rekapitulation des embryonalen Osteogenese- und Knochenwachstumsprozesses aufgefasst. Knochen besitzt eine einzigartige spontane Heilungskapazität, welche sich die rekonstruktive Chirurgie zunutze macht, um die Knochenheilung im klinischen Rahmen zu beschleunigen. Daher setzen die adäquate Knochenaugmentation sowie die Behandlung von Knochendefekten im Allgemeinen ein grundlegendes Verständnis der Knochenentwicklung und -morphogenese auf zellulärer und molekularer Ebene voraus. In diesem Kapitel werden die Entwicklung, der Aufbau, die Funktion und die Regeneration von Knochen zusammengefasst und die Vor- und Nachteile der verschiedenen bei der GBR-Technik eingesetzten Biomaterialien besprochen.
Knochenentwicklung und -struktur
Funktionen
Knochen stellt eine hohe Errungenschaft in der Evolution der Stützgewebe dar. Dabei besitzt er Funktionen, die über die bloße Stützfunktion hinausgehen. Dazu gehören: (1) die mechanische Unterstützung des Körpers, seiner Bewegung und Fortbewegung, (2) der Halt der Zähne beim Beißen und Zerkleinern von Nahrung, (3) die Beherbergung und der Schutz von Gehirn, Rückenmark und inneren Organen, (4) die Beherbergung des Knochenmarks, der Quelle der hämatopoetischen Zellen, und (5) die Kalziumhomöostase. Die außergewöhnliche Befähigung des Knochens zu Selbstheilung, Reparatur und Regeneration dürfte nicht zuletzt auf diese lebenswichtigen Funktionen zurückzuführen sein.
Knochenarten und strukturelle Organisation
Das Skelett von Säugetieren besteht aus Röhrenknochen und platten Knochen. Anhand der Ausrichtung der Kollagenfasern lassen sich drei Arten von Knochengewebe unterscheiden: Geflechtknochen, Lamellenknochen und ein intermediärer Typ – der primär parallelfaserige Knochen.
Geflechtknochen bildet sich hauptsächlich im Embryo und bei Kindern im Wachstum und wird später durch Lamellenknochen ersetzt. Beim Erwachsenen tritt er dann wieder auf, wenn eine beschleunigte Knochenneubildung erforderlich ist, wie beim knöchernen Kallus im Rahmen der Frakturheilung und bei Erkrankungen, wie der Paget-Krankheit, der renalen Osteodystrophie, dem Hyperparathyreoidismus und der Fluorose. Im Geflechtknochen sind die Kollagenfibrillen unregelmäßig ausgerichtet. Die interfibrillären Räume sind vergleichsweise groß.1 Geflechtknochen ist durch miteinander verwobene Kollagenfibrillen, zahlreiche große Osteozyten sowie durch eine hohe Mineraldichte charakterisiert (Abb. 2-1).
App. 2-1 Geflechtknochen unter dem Lichtmikroskop. Diese Knochenform kann Streben und Kämme bilden, die immer eng mit Blutgefäßen (BG) assoziiert sind (Masson-Goldner-Trichrom).
Lamellenknochen hat eine weitaus komplexere Struktur und ist durch Matrixschichten charakterisiert, die aus parallel angeordneten Kollagenfibrillen bestehen. Eine lamelläre Einheit ist 3 bis 5 μm breit, und die Ausrichtung der Fibrillen ändert sich von Lamelle zu Lamelle (Abb. 2-2). Somit kann Lamellenknochen als komplexe, sperrholzartige Struktur betrachtet werden.2
App. 2-2 Primäre und sekundäre Osteone in der Pferdekortikalis. Im polarisierten Licht zeigen die sekundären Osteone (Stern) ein deutliches Lamellenmuster. Die Wand der primären Osteone besteht aus primär parallelfaserigem Knochen, der weniger doppelbrechend ist.
Primär parallelfaseriger Knochen wird in den frühen Stadien der Knochenneubildung sowie während der periostalen und endostalen Knochenapposition gebildet. Seine Kollagenfasern verlaufen parallel zur Knochenoberfläche, sind aber nicht in Lamellen organisiert (Abb. 2-3). Primär parallelfaseriger Knochen hat viele physiologische Gemeinsamkeiten mit Geflechtknochen.
App. 2-3 Lichtmikroskopische Aufnahme, welche die Verstärkung von Geflechtknochen (Sterne) durch parallelfaserigen Knochen zeigt (Toluidinblau-Oberflächenfärbung).
Reifer Knochen besteht aus kortikalem (Kompakta-) und spongiösem (trabekulärem) Knochen. Durch die unterschiedliche Ausrichtung der Lamellen wird die kortikale Knochenmatrix in verschiedene Kompartimente unterteilt. Die grundlegenden strukturellen Einheiten sind die Osteone (oder Havers-Systeme), longitudinal ausgerichtete zylindrische Strukturen mit vaskulären (Havers-)Kanälen im Zentrum. Die Wand der sekundären Osteone besteht aus konzentrischen Lamellen, während primäre Osteone durch eine eher primitive parallelfaserige Knochenmatrix gekennzeichnet sind (siehe Abb. 2-2). Entlang der periostalen und endostalen Oberflächen führt das appositionelle Wachstum oft zu Paketen aus zirkumferent verlaufenden Lamellen (Abb. 2-4). Überreste von zirkumferent verlaufenden Lamellen und früherer Osteon-Generationen besetzen den verbliebenen Raum als Schaltlamellen. Die Osteozyten in diesen Überresten der kortikalen Remodeling-Aktivität werden oft von ihrer Gefäßversorgung abgeschnitten und sterben ab (Abb. 2-5).3
App. 2-4 Polarisationslichtmikroskopische Darstellung von Kortikalis aus der Kaninchentibia. Die Osteone um die Havers-Kanäle herum liegen zwischen zirkumferent verlaufenden Lamellen an der periostalen (oben) und endostalen (unten) Oberfläche.
App. 2-5 Osteone sind metabolische Einheiten. Die Anfärbung der Osteozyten zeigt das System aus Kanälen und Lakunen (Stern). Nekrotische Fragmente eines Osteons nach Obliteration des Havers-Kanals (unentkalktes Schliffpräparat, basisches Fuchsin).
Auch die Trabekel der Spongiosa bestehen aus Knochenstruktureinheiten, also Paketen oder Wänden, die durch Zementlinien unterteilt (oder verklebt) sind. Außerdem spiegeln sie das lokale Remodeling in früheren Wachstumsphasen und während des Spongiosa-Umbaus wider.4
Knochenzellen
Die Neubildung von Knochen, seine Erhaltung und seine Reparatur werden von mesenchymalen und vom Knochenmark abstammenden Zellen gesteuert. Osteoblasten, Osteozyten und Knochendeckzellen (auch Knochenbelegzellen genannt) sind mesenchymalen Ursprungs. Osteoklasten gehören zur Monozyten-Makrophagen-Zelllinie und entstammen somit dem Knochenmark. Osteomakrophagen sind residente Zellen des Knochengewebes mit einer Schlüsselfunktion bei Knochenneubildung und -umbau.5 Osteoblasten, Knochendeckzellen und Osteoklasten bedecken die Knochenoberflächen, während Osteozyten im Inneren der Knochenmatrix liegen. Die Osteomakrophagen befinden sich in den Markhöhlen.
Osteoblasten sind große würfelförmige Zellen, die eine einlagige Schicht auf allen periostalen und endostalen Oberflächen bilden, an denen eine aktive Knochenbildung stattfindet.6 Es handelt sich um polarisierte Zellen, die unidirektional in Richtung auf die Knochenoberfläche Osteoid absondern. Ihr Kern ist oval und ihr Zytoplasma enthält reichlich raues endoplasmatisches Retikulum und einen ausgeprägten Golgi-Apparat (Abb. 2-6). Unter den Osteoblasten besteht eine gewisse Heterogenität, welche Unterschiede zwischen den Knochenarten und/oder den anatomischen Lokalisationen widerzuspiegeln scheint.6 Sie sind für die Synthese, den Aufbau und die Mineralisierung der Knochenmatrix verantwortlich. Osteoblasten gehen aus den mesenchymalen Stammzellen des Knochenmarks hervor.7
