KAPITEL 1
Die membrangeschützte Knochenregeneration in den letzten 20 Jahren
Daniel Buser
Ausgehend von den bahnbrechenden experimentellen Studien der Forschungsgruppen um Per-Ingvar Brånemark an der Universität von Göteborg (Schweden) und André Schroeder an der Universität Bern (Schweiz) hat sich der Einsatz von oralen Implantaten zum Ersatz verlorener oder nicht angelegter Zähne bei komplett oder teilweise zahnlosen Patienten als wissenschaftlich akzeptierte Methode etabliert. In den Schlüsselstudien, die Ende der 1960er-Jahre und in den 1970er-Jahren veröffentlicht wurden, beschrieben beide Forschungsgruppen die Osseointegration von Titanimplantaten.1-3 Ein osseointegriertes Implantat ist durch die direkte Apposition von lebendem Knochen an die Titanoberfläche gekennzeichnet.4,5
Es wurde eine Reihe von Voraussetzungen für die vorhersagbare Osseointegration von Titanimplantaten postuliert,1,2 von denen einige in den letzten 30 Jahren revidiert wurden, während andere weiterhin Gültigkeit haben. Um eine Osseointegration sicher zu erreichen, muss das Implantat mit geringem operativem Trauma eingesetzt werden, sodass ein Überhitzen des Knochens während der Präparation des Implantatbetts ausgeschlossen ist; zudem sollte das Implantat ausreichend primärstabil eingesetzt werden.6 Bei Beachtung dieser klinischen Richtlinien kommt es vorhersagbar zur erfolgreichen Osseointegration von offen (einzeitiges Verfahren) und gedeckt (zweizeitiges Verfahren) einheilenden Titanimplantaten, wie in experimentellen Vergleichsstudien gezeigt werden konnte.7,8
Zu Beginn der klinischen Erprobung osseointegrierter Implantate waren die meisten behandelten Patienten vollständig zahnlos und mehrere retrospektive Studien belegten vielversprechende Resultate.9-13 Ermutigt durch die guten Behandlungsergebnisse begann man, osseointegrierte Implantate auch bei teilbezahnten Patienten einzusetzen. Ende der 1980er- und Anfang der 1990er-Jahre wurden erste ermutigende Kurzzeitergebnisse veröffentlicht.14-18 In der Folge wurden in der klinischen Praxis immer häufiger auch Einzelzahnlücken und distale Freiendsituationen mit Implantaten versorgt, und heute stehen diese Indikationen in vielen klinischen Zentren im Vordergrund.19
Eine der wichtigsten Voraussetzungen für das Erzielen und Aufrechterhalten einer erfolgreichen Osseointegration ist das Vorhandensein von genügend gesundem Knochen an der Implantationsstelle. Damit ist nicht nur die Knochenhöhe gemeint, die die Insertion eines Implantats geeigneter Länge gestatten muss, sondern auch eine ausreichende Breite des Alveolarkamms. Klinische Studien haben gezeigt, dass Implantate, die in einen Bereich mit fehlender bukkaler Knochenwand eingesetzt werden, häufiger mit Weichgewebekomplikationen20 und/oder einer schlechteren Langzeitprognose einhergehen.21,22 Um häufige Implantatkomplikationen und Implantatversagen zu verhindern, schlugen diese Studien vor, dass Implantatstellen mit unzureichendem Knochenangebot entweder als lokale Kontraindikationen einer Implantatversorgung betrachtet oder lokal im Rahmen eines entsprechenden chirurgischen Eingriffs so augmentiert werden sollten, dass eine Implantation möglich würde.
In den 1980er-Jahren und zu Beginn der 1990er-Jahre wurde mehrfach versucht, neue operative Verfahren zur Augmentation von Knochendefekten im Alveolarkamm zu entwickeln, um diese lokalen Kontraindikationen implantatgetragener Prothesen zu überwinden. Zu den vorgeschlagenen Verfahren gehörten die vertikale Alveolarkamm-augmentation mit autologen Transplantaten aus dem Beckenkamm bei extrem atrophischem Ober- oder Unterkiefer,23,24 Verfahren zur Sinusbodenelevation bei partiell oder total zahnloser Maxilla,25-27 die Anwendung autologer Onlay-Osteoplastiken zur lateralen Alveolarkammaugmentation28-30 sowie Split-crest-Techniken, wie die Alveolar-Extensionsplastik.31-33
Im selben Zeitraum wurde ergänzend zu diesen neuen Operationsverfahren das Konzept der membrangeschützten Knochenregeneration (guided bone regeneration, GBR) eingeführt, bei dem Barrieremembranen eingesetzt werden. In Fallberichten und klinischen Kurzzeitstudien veröffentlichten zahlreiche Autoren erste Ergebnisse mit dieser Membrantechnik zur Regeneration lokaler Knochendefekte bei Implantatpatienten.34-39
Dieses Lehrbuch liefert eine Aktualisierung der biologischen Grundlagen der GBR-Technik und ihrer klinischen Anwendung, vornehmlich bei teilbezahnten Patienten. Die klinischen Erfahrungen mit der GBR umfassen inzwischen 20 Jahre. Diese 20 Jahre lassen sich unterteilen in eine Entwicklungsphase und eine Phase der routinemäßigen Anwendung.
Entwicklungsphase
Der Einsatz von Barrieremembranen bei Implantatpatienten wurde sehr wahrscheinlich durch die klinische Anwendung von Barrieremembranen zur parodontalen Regeneration initiiert, die sogenannte membrangeschützte Geweberegeneration (guided tissue regeneration, GTR). Die GTR-Technik wurde zu Beginn der 1980er-Jahre von Nyman et al. entwickelt.40,41 Die ersten Studien erfolgten mit Millipore-Filtern (Millipore), die bereits Ende der 1950er-Jahre und in den 1960er-Jahren in experimentellen Studien zur Regeneration von Knochendefekten eingesetzt worden waren.42-44 Allerdings hatten diese Studien keinen Einfluss auf die Entwicklung neuer chirurgischer Verfahren zur Regeneration lokaler Defekte im Kieferknochen - vermutlich, weil das Potenzial der Membrantechnik für diese Indikation nicht erkannt wurde.
Die Artikel von Nyman et al.,40,41 die beide gute Ergebnisse der GTR-Technik belegten, erweckten starkes Interesse und führten zu einer gesteigerten Forschungsaktivität Mitte und Ende der 1980er-Jahre.45-48 Diese Studien erfolgten mit bioinerten Membranen aus expandiertem Polytetrafluorethylen (ePTFE), die während der Entwicklungsphase zur Standardmembran bei GTR- und GBR-Verfahren avancierten. Die Verwendung von ePTFE-Membranen bei der Knochenregeneration wurde Mitte der 1980er-Jahre von der Gruppe um Nyman und Dahlin begründet, die dazu mehrere experimentelle Studien durchführten.49-51 Diese Studien bestätigten, dass ePTFE-Membranen eine physikalische Barriere für die Gewebe und Zellen darstellen, die zur Wundheilung beitragen. Die Barrieremembran schafft einen abgeschlossenen Raum und erleichtert das Einwachsen von angiogenen und osteogenen Zellen aus dem Knochenmarkraum in den Defekt ohne Interferenz durch Fibroblasten. Diese Prozesse wurden von Schenk et al.52 in einer bahnbrechenden experimentellen Studie an Foxhounds anschaulich dargestellt. Der derzeitige Wissensstand zu den Abläufen bei der Wundheilung von membrangeschützten Knochendefekten wird in Kapitel 2 besprochen.
Die Anwendung von ePTFE-Membranen im Rahmen von GBR-Verfahren am Patienten begann gegen Ende der 1980er-Jahre. Hauptziel war die Regeneration periimplantärer Knochendefekte an Implantationsstellen mit lokalem Knochenmangel. Die GBR-Technik wurde sowohl simultan als auch mit einem zweizeitigen Ansatz durchgeführt.35 Die Implantation mit simultaner GBR erfolgte vor allem bei der Sofortimplantation in Extraktionsalveolen zur Regeneration der periimplantären Knochendefekte34,37 sowie bei Implantationsstellen mit krestalen Dehiszenzen.39 Das zweizeitige Vorgehen wurde in klinischen Situationen mit ausgeheilten Implantationsstellen, aber unzureichender Alveolarkammbreite gewählt. Beim Ersteingriff wurde der Alveolarkamm mit dem Membranverfahren verbreitert, die Implantation erfolgte dann in einem Zweiteingriff nach 6- bis 9-monatiger Heilung.36
Schon frühzeitig wurden bei beiden Ansätzen zahlreiche Komplikationen beobachtet und Modifikationen des operativen Vorgehens vorgeschlagen, um die Berechenbarkeit guter 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 regenerierten Bereichen zu einer unzureichenden Knochenbildung und zur Bildung von periostartigem Gewebe unter der Membran.36,39 Daher schlugen verschiedene Forschergruppen den zusätzlichen Einsatz von Knochenfüllmaterialien, wie Auto- und Allotransplantaten, vor - nicht nur um die Membran abzustützen und einen Kollaps zu verhindern, sondern auch um die Knochenbildung durch das osteogenetische Potenzial der Autotransplantate anzuregen.53-55 Die Kombination von ePTFE-Membranen und Autotransplantaten führte bei beiden Ansätzen zu guten klinischen Ergebnissen (Abb. 1-1 und 1-2).
Mitte der 1990er-Jahre fanden mehrere Expertentreffen statt, auf denen das Potenzial und die Limitationen der GBR-Technik, wie sie zu dieser Zeit im klinischen Einsatz war, diskutiert wurden. Die Treffen zeigten deutlich, dass eine Verbesserung der GBR-Technik erforderlich war, um ihren Einsatzbereich in der zahnärztlichen Implantologie ausweiten zu können. Die Experten waren sich darin einig, dass die
Abb. 1-1a Distale Freiendsituation im rechten Oberkiefer. Geplant sind zwei Titanimplantate, um einen festsitzenden Zahnersatz zu befestigen.
Abb. 1-1b Nach dem Einsetzen der beiden Implantate zeigt sich am mesialen Implantat ein krestaler...
