Das Schulterdesign

03 | 11 2014
Wissenschaftlich gestützte Literatur für Dentalkonzepte
Das Schulterdesign
Maschinierte versus mikrostrukturierte Implantatschulter –
Was ist besser?
Highlights
Platform Switching
Mikroarchitektur der
Implantatschulter
CLOSE UP THE OPEN ACCESS
Informationen zum Titelbild
Implantate mit unterschiedlichem Schulterdesign:
Maschinierte (RS-Line) oder mikrostrukturierte (RSX-Line)
Schulter mit integriertem Platform Switch – je nach Anforderung an die Patientenbehandlung und der Präferenz des
Behandlers.
Die BEGO Semados® RS/RSX-Line sind exklusiv erhältlich bei
BEGO Implant Systems GmbH & Co KG
© BEGO Implant Systems GmbH & Co KG
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03 | November 2014 | www.bego.com/closeup
CLOSE UP THE OPEN ACCESS
Maschinierte versus mikrostrukturierte
Implantatschulter – Was ist besser?
Dr. Tim Fienitz, Klinik für Mund-, Kiefer- und Plastische Gesichtschirurgie,
Uniklinik Köln
Abstract
Die Mehrheit der aktuell auf dem Dentalmarkt erhältlichen Implantatsysteme weist vergleichbar gute
Implantatüberlebensraten auf. Vor diesem Hintergrund
kommt den ästhetischen Ergebnissen bei Verwendung unterschiedlicher Implantatsysteme eine immer
größer werdende Bedeutung zu. Die ästhetischen
Ergebnisse werden maßgeblich durch das umgebende
Weichgewebe bestimmt, welches wiederum direkt
vom krestalen Knochenangebot abhängt. Das krestale
Knochenangebot kann sowohl durch die Makroarchitektur des Implantatkörpers als auch die Mikroarchitektur der Implantatoberfläche beeinflusst werden.
In der vorliegenden Übersichtsarbeit wird mit Hilfe
einer aktuellen Lite­raturrecherche die Bedeutung der
Implantatschulter unter besonderer Berücksichtigung
der Oberflächen­beschaffenheit in diesem Bereich
untersucht.
Eine mikrostrukturierte Implantatschulter scheint
die krestale Knochenresorption positiv zu beeinflussen, wohingegen die maschinierte Implantatschulter
durch geringere Plaqueakkumulation ein geringeres
Infektions­risiko bei unerwünschter Exposition des
Implantats zur Mundhöhle mit sich führt.
Anhand der aktuellen Studienlage lässt sich keine
eindeutige Aussage über die Überlegenheit eines
Implantatschulter-Typs treffen und die Wahl einer der
beiden Möglichkeiten sollte unter Berücksichtigung der
patientenindividuellen Situation getroffen werden.
Schlagwörter: Implantatschulter, maschiniert, mikrostrukturiert, Platform Switching
Inhalt
1.Einleitung
4
2. Makroarchitektur dentaler Implantate / Implantatdesign
5
2.1 Biologische Breite
5
2.2 Platform Switching
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3. Mikroarchitektur der Implantatschulter
7
4.Schlussfolgerung
8
5.Referenzen
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1. Einleitung
Die dentale Implantologie stellt ein wichtiges Aufgabengebiet in der zahnärztlichen Praxis dar. Mit Hilfe
von dentalen Implantaten kann festsitzender Zahnersatz hergestellt werden, der dem Patienten maximalen Komfort ermöglicht. Hierbei können sowohl
einzelne Zähne ersetzt, als auch implantatgetragene
Brückenkonstruktionen verankert werden. Bei der
prothetischen Versorgung mittels Implantaten wird
eine zusätzliche Präparation von klinisch unauffälligen
benachbarten Zähnen vermieden. Dadurch können
auch zahnlose Patienten mit festsitzendem Zahnersatz
versorgt werden. Alle implantatgetragenen prothetischen Lösungen erfordern ein stabil in den Kiefer-
knochen integriertes Implantat, das die entstehenden
Kaubelastungen trägt. Die knöcherne Integration von
dentalen Implantaten kann durch unterschiedliche
Faktoren beeinflusst werden. Neben patienteneigenen
Faktoren wie z. B. Rauchverhalten und Mundhygiene,
können auch implantatspezifische Eigenschaften die
knöcherne Integration beeinflussen. Diese Faktoren
umfassen sowohl die Mikroarchitektur des Implantats
im Sinne der Oberflächenbeschaffenheit als auch die
Makroarchitektur bzw. das Implantatdesign. In diesem
Zusammenhang kommt auch der Implantatschulter
und ihrem Einfluss auf den krestalen Knochenverlust
eine besondere Bedeutung zu.
2. Makroarchitektur dentaler Implantate / Implantatdesign
Das Design dentaler Implantate erlaubt eine große
Variabilität, mit der individuelle Patientensituationen
und auch Vorlieben der Anwender abgedeckt werden
können. Die Auswahl kann zwischen
• verschiedenen Implantatlängen und -breiten
• einer zylindrischen oder konischen Form
• einteiligen oder mehrteiligen Implantatsystemen
•oder einer unterschiedlichen Anzahl und Anordnung
an Gewindegängen getroffen werden.
Die Wahl der Implantatlänge wird zumeist von der
patientenindividuellen Knochensituation und von der
Lage des Nervus alveolaris inferior im Bereich des
Unterkiefers bestimmt. Des Weiteren kann in kompromittierten Knochensituationen auch auf kürzere oder
im Durchmesser reduzierte Implantate zurückgegriffen werden, um auf Knochenaugmentationen oder
Nervlateralisationen mit den entsprechenden Komplikationsrisiken verzichten zu können. Dabei werden
kürzere Implantate (< 10 mm) als anfälliger für einen
Misserfolg beschrieben (MISCH, 2005). Durchmesserreduzierte Mini-Implantate (< 3 mm) weisen anfänglich vergleichbare Überlebensraten wie Standard-Implantate auf, jedoch kann die Langzeitüberlebensrate
dieser Implantate noch nicht zufriedenstellend nachgewiesen werden (BIDRA et al., 2013).
Sowohl der Implantatdurchmesser als auch die Länge
und Neigung des Implantathalses scheinen einen entscheidenden Einfluss auf die Belastungen, die an der
Kontaktstelle zwischen kortikalem Knochen und Implantatoberfläche entstehen (Bone-Implant-Interface)
4
zu haben (FAEGH et al., 2010). So können beispielsweise die zwischen den beiden Flächen auftretenden
Belastungen durch eine Erhöhung des Implantatdurchmessers, durch einen längeren Implantathals
und durch eine positive Implantathalsneigung, d. h.
eine Zunahme des Durchmessers zur Implantatspitze
hin, reduziert werden (FAEGH & MUFTU, 2010).
Die Wahl zwischen ein- oder zweiteiligen Implantatsystemen ist hauptsächlich von der patientenindividuellen Indikation abhängig. Zweiteilige Implantatsysteme
bestehen aus einer Implantatschraube, die in den
Knochen eingebracht wird und unterhalb der Gingiva
zu liegen kommt, sowie einem Aufbau (Abutment),
welcher als Bindeglied zwischen Implantat und dem
Kronenaufbau fungiert. Bei einteiligen Systemen
beinhaltet das Implantat selber eine Verbindungsmöglichkeit zu der prothetischen Versorgung, welche
nach der Implantation über die Gingiva heraus ragt.
Einteilige Implantate eignen sich deshalb besonders
in Fällen, in denen eine Sofortbelastung angestrebt
wird, wohingegen zweiteilige Implantatsysteme in den
meisten Fällen erst nach einer initialen Einheilungsphase freigelegt und zu diesem späteren Zeitpunkt mit
einem Abutment versorgt werden können. Studien, die
Vor- und Nachteile beider Systeme miteinander vergleichen, bezüglich des Einflusses beider Systeme
auf das umgebende Hart- und Weichgewebe kommen
zu teils sehr unterschiedlichen Ergebnissen (zur Übersicht: [PRITHVIRAJ et al., 2013]. Während einige
Studien weniger Knochenverlust und eine geringere
Abnahme der biologischen Breite für einteilige Sys-
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teme beschrieben (HERMANN et al., 2001), wurde
während anderen Studien eine geringere Erfolgsrate
und eine erhöhte Knochenresorption für einteilige
Implantatsysteme gefunden (OSTMAN et al., 2007;
ZEMBIC et al., 2012). Ein Grund für diese Diskrepanz
könnte darin begründet liegen, dass sich die in den
einzelnen Studien verwendeten Implantate nicht nur
in ihrer Zugehörigkeit zu ein- oder zweiteiligen Implantatsystemen sondern auch in weiteren Eigenschaften
unterschieden und somit einen direkten Vergleich der
Studien erschweren.
2.1 Biologische Breite
Die bereits erwähnte biologische Breite ist eine
zunehmend wichtiger werdende Größe im Bereich
der dentalen Implantologie. Während in der Vergangenheit hauptsächlich nur auf die knöcherne Einheilung des gesamten Implantates geachtet wurde, steigt
bei zunehmend besseren Implantatüberlebensraten
auch der Anspruch an die Ästhetik, welche maßgeblich vom umgebenden Weichgewebe bestimmt wird.
Die biologische Breite natürlicher Zähne unterscheidet
sich nur geringfügig von der biologischen Breite an
Implantaten. Bei natürlichen Zähnen wird der Bereich
zwischen höchstem Kontaktpunkt der Gingiva zur
Zahnkrone und dem höchsten Punkt des Alveolarknochens als „dentogingivaler Komplex“ bezeichnet.
Dieser Komplex setzt sich zusammen aus dem Sulkus
(0,2 – 0,5 mm) und der biologischen Breite, die wiederum in das epitheliale Attachment (ca. 1 mm) und
das bindegewebige Attachment (ca. 1 mm) unterteilt
werden kann. Dieser Komplex hat vor allem eine
Schutzfunktion und soll durch die bindegewebigen
Fasern und das Epithel das unterliegende Gewebe
wirkungsvoll von der Mundhöhle abgrenzen (SICHER,
1959). Die Fasern des bindegewebigen Attachments
an natürlichen Zähnen verlaufen dreidimensional angeordnet (FENEIS, 1952) entlang und quer zur Zahn-
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achse, wohingegen die bindegewebigen Fasern der
biologischen Breite von Implantaten lediglich parallel
zur Längsachse des Implantates verlaufen (BUSER
et al., 1992; BERGLUNDH et al., 1991). Es konnte
nachgewiesen werden, dass die Höhe des dentogingivalen Komplexes von rund 3 mm (GARGIULO et al.,
1961) relativ konstant ist und eine Veränderung der
Alveolarknochenhöhe bei konstant bleibendem dentogingivalen Komplex eine entsprechende Veränderung
der Gingivahöhe bewirkt. Für die Implantologie bedeutet dies, dass eine Abnahme des krestalen Knochens
am Implantat in einem Rückgang der Gingivahöhe und
damit in einer ästhetisch unbefriedigenden Freilegung des Implantathalses resultiert. Bei zweiteiligen
Implantatsystemen wurde in diesem Zusammenhang
eine Abhängigkeit zwischen der krestalen Knochenresorption und der Lokalisation des Mikrospaltes
beobachtet (HERMANN et al., 1997; HERMANN et
al., 2000). Dieser Mikrospalt besteht zwischen der
Implantatschulter und dem aufgebrachten Abutment.
Die Gestaltung der Implantatschulter und des aufsitzenden Abutments können die Lokalisation des Mikrospaltes verändern und damit die krestale Knochenresorption direkt beeinflussen.
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2.2 Platform Switching
Eine Methode bei der die Abhängigkeit zwischen der
krestalen Knochenresorption und der Lokalisation des
Mikrospalts zur Verbesserung der marginalen Knochensituation berücksichtigt wird, ist das so genannte
Platform Switching. Hierbei wird ein zweiteiliges Dentalimplantat mit einem hinsichtlich des Durchmessers
kleineren Abutment versorgt. Dadurch wird der zwischen Implantat und Abutment vorhandene Mikrospalt
horizontal von der Außenwand des Implantats zur
Implantatmitte hin verlagert. Einige Studien konnten
in diesem Zusammenhang eine verringerte marginale
Knochenresorption sowohl im Tierversuch (BECKER et
al., 2009) als auch am Patienten (ATIEH et al., 2010)
beobachten, die umso geringer ausfällt,
je größer der Größenunterschied zwischen Implantat
und Abutment ist.
Als Erklärung für die Begrenzung des marginalen
Knochenverlustes durch Platform Switching werden
unterschiedliche Gründe diskutiert.
•So soll das Platzangebot für die Gewebe der biologischen Breite durch das Platform Switching optimiert
werden (DEGIDI et al., 2008)
•das Entzündungs-Bindegewebe im Bereich der
Implantat-Abutment-Verbindung horizontal zur
Implantatmitte verlagert werden (LUONGO et al.,
2008)
•sowie der Bereich der maximalen biomechanischen
Belastung zur Implantatachse verlagert werden
(CHANG et al., 2010).
Abutment = Implantatdurchmesser
Der Mikrospalt kommt an der Implantataußenseite
zu liegen
Abutment < Implantatdurchmesser
Der Mikrospalt wird in Richtung Implantattasche
verschoben
Eine systematische Übersichtsarbeit von Annibali
und Mitarbeitern (ANNIBALI et al., 2012) konnte die
verringerte marginale Knochenresorption an dentalen
Implantaten bestätigen. Allerdings konnte kein nennenswerter Unterschied hinsichtlich der Implantatüberlebensrate zwischen Implantaten mit und ohne
Platform Switching nachgewiesen werden.
Exkurs 1
Platform Switching
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3. Mikroarchitektur der Implantatschulter
Neben dem Design und der Lokalisation der Implantatschulter muss auch der Oberflächenbeschaffenheit
eine große Bedeutung hinsichtlich des krestalen
Knochenverlustes beigemessen werden. Grundsätzlich können die heute auf dem Dentalmarkt erhältlichen Implantate in die Gruppe der Implantate mit
maschi­nierter Implantatschulter (Abb. 1 & 2) und die
Gruppe der Implantate mit mikrostrukturierter Implan­
tatschulter (Abb. 3 & 4), bei denen die meist raue
Implantatoberfläche das gesamte Implantat bedeckt,
eingeteilt werden. Entgegen dem Unterschied bei der
Oberflächenbeschaffenheit der Implantatschulter ist
Abb. 1 REM,
Vergrößerung 100 x,
maschinierte Implantatschulter,
BEGO Semados ® RS-Implantat
Zu den Verfahren, mit denen die Implantatoberfläche
modifiziert werden kann, gehören
•die anodische Oxidation
•das mechanische Strahlen mit verschiedenen
Partikeln (z. B. Titanoxid, Aluminiumoxid, Hydroxylapatit) und das chemische Ätzen mit verschiedenen Säuren (z. B. Salzsäure, Flusssäure)
•oder Kombinationen von mechanischen und chemischen Verfahren.
Abb. 2 REM,
Vergrößerung 400 x,
maschinierte Implantatschulter,
BEGO Semados ® RS-Implantat
die übrige Oberfläche heutzutage bei fast allen Titan­
implantaten mittels unterschiedlicher Verfahren
angeraut. Dies geschieht, um die Oberflächenbeschaffenheit zugunsten der Zellanheftung zu verändern,
da bei unbehandelten glatten Titanoberflächen eine
langsamere Besiedlung mit Zellen als bei angerauten
Oberflächen beobachtet werden konnte (NISHIMOTO
et al., 2008). Des Weiteren konnte beobachtet werden, dass Osteoblasten sehr sensitiv für eine erhöhte
Oberflächenrauigkeit sind und die Produktion verschiedener Wachstumsfaktoren gesteigert wird. So
wird erreicht, dass kürzere Einheilungszeiten vor der
anschließenden Implantatbelastung benötigt werden
und auch kleinere Implantate als gewohnt verwendet
werden können (NASATZKY et al., 2003).
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Abb. 3 REM,
Vergrößerung 100 x,
mikrostrukturierte Implantatschulter
BEGO Semados ® RSX-Implantat
Abb. 4 REM,
Vergrößerung 400 x,
mikrostrukturierte Implantatschulter,
BEGO Semados ® RSX-Implantat
Neben einer Änderung der Implantatmorphologie
können diese Verfahren zusätzlich zu einer hydrophileren Implantatoberfläche führen. Erhöhte Hydrophilie
konnte als weiterer begünstigender Faktor für die anfängliche Anheftung von Knochenzellen nachgewiesen
werden (WATANABE et al., 2012).
Bei Implantaten mit mikrostrukturierter Implantatschulter steht die Idee der begünstigten Knochenneubildung an rauen Oberflächen auch im Bereich der
Implantatschulter und damit verbunden ein geringerer
marginaler Knochenverlust im Vordergrund. Dieses
Ergebnis konnte in unterschiedlichen Studien beobachtet werden. Sandgestrahlte und säuregeätzte Titanimplantate, die keine maschinierte Implantatschulter
aufwiesen, wiesen im Vergleich zu Implantaten mit
maschinierter Schulter weniger periimplantären krestalen Knochenverlust auf (HERMANN et al., 2011).
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CLOSE UP THE OPEN ACCESS
Eine vergleichbare Studie beobachtete sogar einen
marginalen Knochenzuwachs bei den mikrostrukturierten SLA®-Implantaten und einen Knochenverlust
bei den maschinierten Implantaten nach einem Jahr
(VALDERRAMA et al., 2010). In diesem Zusammenhang gilt auch für maschinierte Implantate, dass der
marginale Knochenverlust umso geringer ausfällt, je
kleiner die maschinierte Schulter ist. In einer Studie,
in der ein gleiches Implantatsystem mit unterschiedlichen maschinierten Implantatschultern untersucht
wurde (0,4 mm bzw. 1,6 mm), wiesen die Implantate
mit der kleineren maschinierten Implantatschulter
nach drei Monaten signifikant weniger marginalen
Knochenverlust und einen höheren Bone-to-ImplantContact (BIC) auf (SCHWARZ et al., 2008).
Diese vorteilhaften Auswirkungen auf die Knochenbildung werden jedoch von einer erhöhten Gefahr der
Plaquebesiedlung begleitet. Diese Gefahr besteht
besonders dann, wenn die Wundheilung nicht komplikationslos verläuft und die Implantatschulter der
bakteriellen Flora der Mundhöhle exponiert wird. In
diesem Zusammenhang kam eine Übersichtsarbeit
von Subramani und Mitarbeitern (2009) zu dem
Schluss, dass eine Zunahme der Oberflächenrauigkeit
von Implantaten und Abutments mit einer Förderung
der Biofilm-Bildung einhergeht. So wurde bezüglich
der subgingivalen Plaque eine 25-fach höhere Akkumulation an rauen im Vergleich zu glatten Oberflächen
gemessen (QUIRYNEN et al., 1996). Der entstehende
Biofilm ist häufig verantwortlich für Entzündungen
im Bereich der Mundhöhle wie beispielsweise einer
Gingivitis, Periimplantitis oder Periodontitis und seine
Bildung sollte daher möglichst unterbunden werden
(DHIR, 2013). Um das Risiko einer Periimplantitis,
die in letzter Konsequenz zu einem Implantatverlust
führen kann, zu reduzieren, sollte neben den klassischen Risikofaktoren, wie Rauchen und schlechte
Mundhygiene, auch eine raue Implantatschulter- und
Abutmentoberfläche gemieden werden (QUIRYNEN et
al., 2002).
Anders als bei Abutments, die regelhaft der Mundhöhle und der darin befindlichen bakteriellen Flora ausgesetzt sind, sollte daher bei enossalen Dentalimplantaten ein Kompromiss zwischen die Knochenbildung
fördernden rauen Oberflächen und Biofilm resistenteren glatten Oberflächen gefunden werden.
4. Schlussfolgerung
Anhand der aktuellen Studienlage lässt sich die Frage
nicht eindeutig beantworten, ob maschinierte oder
mikrostrukturierte Implantatschultern in der dentalen
Implantologie zu bevorzugen sind. Mikrostrukturierte
Implantatschultern scheinen einen Vorteil hinsichtlich
der marginalen Knochenresorption zu haben, da die
knochenbildungsfördernde raue Oberfläche auch im
Bereich der Implantatschulter fortgesetzt wird.
Maschinierte Implantatschultern weisen eine geringere Plaqueakkumulation und damit einhergehend ein
geringeres Infektionsrisiko im Falle einer nicht komplikationslosen Einheilung mit Exposition des Implantats
auf.
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Die Wahl zwischen Implantaten mit maschinierter oder
mikrostrukturierter Implantatschulter sollte daher entsprechend eigener Erfahrungen des Behandlers und
auch abhängig vom Patientenwunsch und der Compliance sowie dem Mundhygienestatus des Patienten
getroffen werden.
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5. Referenzen
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