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M. Schlee / Piezosurgery 49
Im vorliegenden Artikel sollen Modifikationen der oben dargestellten Techniken unter Einsatz eines neuen piezoelektrischen Knochenskalpells gezeigt werden. Anhand von Fallberichten werden Vorteile, Nachteile und Chancen dieser faszinierenden Methodik diskutiert.
Material und Methoden
Das Piezosurgery Gerät (Abb. 5, Mectron, Italien, Erfinder: Dr. T. Verce-lotti) nutzt eine modulierbare funktionelle Arbeitsfrequenz von 25 bis 30 kHz. Mit dieser Frequenz kann nur Hartgewebe geschnitten werden.
Zum Durchtrennen von Weichgewebe ist eine Frequenz von etwa 50 KHz Abbildung 1
Nach einer Spaltlappen-präparation wird der Kieferkamm gespalten
Figure 1
After split flap prepa-ration the alveolar ridge is being splitted
Abbildung 2 Die Aufbereitung erfolgt konventionell mit Osteotomen
Figure 2
The preparation is done conventionally with osteotomes
Abbildung 3
Auch komplizierte ana-tomische Verhältnisse werden beherrschbar
Figure 3 Even complicated anatomical situations can be controlled
Abbildung 4 Die Präparation eines Knochenblockes
Figure 4
Preparation of a bone block
nötig. Deshalb ist es bei korrekter Anwendung nicht mög-lich, anatomische Strukturen, wie die Schneider’sche Mem-bran, Nerven oder Periost zu beschädigen. Die einzige Emp-fehlung diesbezüglich ist, unnötigen Kontakt mit diesen Strukturen zu minimieren. Da die mechanische Energie nicht genützt wird, um mineralische Strukturen zu schneiden, würde sie in Form von Hitze auf das Weichgewebe übertra-gen. Zudem ist natürlich eine mechanische Schädigung des Weichgewebes möglich (z. B. Durchstoßen der Schneider’-schen Membran durch unsachgemäß hohen Druck).
Die Kühlung erfolgt über ein regulierbares Pumpsystem mit physiologischer Kochsalzlösung. Um eine optimale Kühlung zu erreichen, wird die Spüllösung bei 4°C im Kühlschrank gelagert. Am Basisgerät kann die Pumpleis-tung und die Intensität der Schwingung reguliert werden.
Das Handstück kann mit verschiedenen Arbeitsspitzen zur Osteoplastik, Osteotomie, zur Separation von Weichgewebe vom Knochen und zum Schneiden des Knochens, die bei den Fallberichten näher erläutert werden, bestückt werden.
Die Arbeitsfrequenz der Instrumentenspitzen setzt sich aus der Überlagerung zweier Schwingungen zusammen:
einer modulierbaren horizontalen Schwingung von 60 bis 200 μm und einer modulierbaren vertikalen Schwingung von 20 bis 60 μm (Abb. 6). Verglichen mit oszillierenden Sägen ist der Hub der Arbeitsspitze sehr klein. Das Schnei-den gelingt demnach sehr viel präziser und angenehmer für den Patienten.
Bei konventionellen oszillierenden Knochensägen muss mit einem gewissen Anpressdruck gearbeitet werden, um das Instrument zu führen. Die Piezochirurgie kommt mit einer federleichten Instrumentenführung aus. Auch das erhöht die Präzision des Schnittes. Eine Erhöhung des Anpressdruckes bis zu einer idealen Grenze pi erhöht die Abtragsleistung. Überschreitet der Anpressdruck pi, wird die Arbeitsspitze in der Schwingung behindert, die Abtragsleistung sinkt und die Hitzeentwicklung steigt. Bei Erreichung des Druckes pmaxbleibt die Arbeitsspitze stehen und es wird nur Hitze übertragen. Ein Warnton erklingt.
Dadurch kann eine Schädigung des Knochens vermieden werden. Die Translationsgeschwindigkeit a (die Geschwin-digkeit mit der die Instrumentenspitze am Knochen bewegt wird) hat ebenso wie die Arbeitsspitze (Material, diamantiert, scharf, gezahnt, usw.) Einfluss auf die Abtragsleistung. Abbildung 7 zeigt den Zusammenhang zwischen Anpressdruck und verschiedenen Translationsge-schwindigkeiten. Der erfahrene Operateur lernt intuitiv, wie schnell welches Instrument mit welchem Druck p über den Knochen geführt werden muss.
Die Ausgangsleistung des Handstückes beträgt 5 W (Ultraschallscaler 2 W). Stärkere Ausgangsleistungen wür-den die Abtragsleistung des Gerätes verbessern. Der Preis dafür wären allerdings grobe Instrumentenspitzen. Des-halb ist die gewählte Ausgangsleistung der ideale Kompro-miss zwischen Arbeitsgeschwindigkeit und Grazilität der Spitzen.
Während des Arbeitens ist der Schnitt im Knochen weit-gehend blutfrei. Die Gründe dafür liegen in der Kühlmittel-führung und in der Art der Vibration des Instrumentes. Bei einer oszillierenden Säge wird ein Blutfilm im Schnitt hin und her bewegt. Das Piezoinstrument mit der hochfre-quenten Vibration in allen Raumebenen spült das Blut zu jedem Zeitpunkt weg. Eine ideale Sicht über das Opera-tionsgebiet ist die Folge.
Auf struktureller und zellulärer Ebene schädigt die piezoelektrische Chirurgie den Knochen weniger als bis-herige Systeme [31].
Derzeit kann kein anderes marktverfügbares System die beschriebenen Aufgaben erfüllen.
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Abbildung 5 Piezosurgery-Einheit der zweiten Generation Figure 5 Piezosurgery-unite of the second generation
Abbildung 6 Die effektive Arbeitsschwingung des Handstückes ergibt sich aus einer Überlagerung einer horizontalen (60 - 200 µm) und einer vertikalen (20-60 µm) Schwingung
Figure 6 The effective working-vibration of the handpiece results from an overlay of a horizontal (60 to 200 µm) and a verti-cal (20 to 60 µm) oszillation
Abbildung 7 Der erfahrene Operateur wählt intuitiv die ideale Kombination aus Translationsgeschwindigkeit und Anpressdruck Figure 7 The experienced surgeon chooses intuitively the ideal combination from the speed of translation and pressure
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Chirurgische Techniken 1. Bone Chips
Knochenchips in der Implantologie haben die Aufgabe Raum offen zu halten (Spacemaking), als Leitschiene für Knochenregeneration zu die-nen (Osteokonduktion) und Wachstumsfaktoren in die Empfängerstelle zu übertragen (Osteoinduktion), die die Knochenregeneration beschleu-nigen. Transplantate im klassischen Sinn stellen die Knochenchips nicht dar – Osteozyten überleben den Vorgang aufgrund der initial fehlenden Blutversorgung nicht. Die Augmentate werden im Zuge der Heilung durch Knochen ersetzt (Remodeling). Autogene Knochenspäne in der Implantologie lassen sich am Leichtesten in Form von Knochenmehl aus dem Bohrstollen des Implantatbettes gewinnen [27]. Dieses Knochen-mehl wird zu schnell resorbiert und kann so die Leitschienen- und Spacemakingfunktion nicht ausreichend erfüllen. Benötigt werden Parti-kelgrößen, die eine ausreichende Standzeit haben. Bewährt haben sich klinisch Partikelgrößen von ungefähr 500 μm. Dies kann durch die Auf-bereitung mit Knochenmühlen erreicht werden. Knochenmühlen haben neben dem hohen Preis immer den Nachteil, dass Material im Gerät ver-loren geht.
Abbildung 8 Das OP 1 eignet sich besonders zur Gewinnung von partikulärem Knochenmaterial
Figure 8 The Tipp OP 1 is designed to collect autogenous bone chips
Abbildung 9 Partikuläres Knochenmaterial hat eine ideale Korngröße von etwa 500 µm
Figure 9 The ideal particle size of autogenous bone chips is 500 µm
Besonders gut zur Gewinnung autogener Knochenspäne eignet sich das Piezosurgerygerät. Mit dem Ansatz OP1 bis OP3 (OP = Osteoplastik, Abb. 8) können durch streichende Bewegungen leicht und schnell größere Knochenmengen in der richtigen Korngröße gewonnen werden (Abb. 9). In der Regel werden keine Knochensiebe benötigt, da der Knochen sich vor der Instrumentenschaufel sammelt und einfach mit einem Instrument aufgenommen werden kann. Als leicht zugängliche und komplikationslos abheilende Spenderre-gion hat sich die Linea obliqua der Mandibula bewährt. Die Schnittführung ist ähnlich zur Osteotomie eines 8-ers ein Kieferkammschnitt retromolar und eine Extension nach mesial paramarginal. Möglich ist eine Gewinnung von Spä-nen auch aus der – der Operationsstelle benachbarten – anatomischen Region. Das erspart eine zweite Wunde.
In der Parodontologie haben autogene Knochentrans-plantate zur GTR in bestimmten Fällen eine Indikation. Bei breiten intraalveolären Knochentaschen erhöhen sich die Erfolgschancen durch die Verwendung von autogenen Kno-chenchips.
Die Erfolgswahrscheinlichkeit von regenerativen Maß-nahmen bei dem vorliegenden Defekt (Abb. 10 und 11) ist aufgrund der Defektanatomie gering. Ein Offenhalten des
Defektes durch Knochenspäne ist von Vorteil. Der Knochen wird mit dem Instrument OT3 aus der linea obliqua gewon-nen (Abb. 12 und 13) und in der Knochentasche einge-bracht (Abb. 14 und 15). Nach wie vor bleibt autogener Knochen für derartige Maßnahmen der Gold Standard.
2. Knochenblöcke
Zwei Grundbedingungen limitieren die Erfolgswahr-scheinlichkeit der Knochenheilung: Zeit und Ruhe. Dies zeigt die Problematik, mit partikulärem Material im nicht raumstabilen Bereich augmentieren zu wollen. Im von umgebenden Knochen gefassten Bereich hingegen (viel-wandige Knochendefekte) eignen sich partikuläre Trans-plantate unter gleichzeitiger Verwendung von stabilisie-renden Membranen vorzüglich. Will man jedoch horizontal oder gar vertikal augmentieren, stößt man mit partikulä-rem Material schnell an Grenzen. Hier haben sich besonders kortikospöngiöse Knochenblöcke bewährt. Die klassischen Spenderregionen sind Kinn, die linea obliqua im retromolaren Bereich der Mandibula und die christa illi-aca des Beckenkammes. Hier soll besonders die retromo-lare Entnahme diskutiert werden. Die Schnittführung für M. Schlee / Piezosurgery – Grundlagen und Möglichkeiten
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Abbildung 10 Ein nicht raumschaffender Prozess erfordert in der Parodontalchirurgie eine Augmentation
Figure 10 Augmentation in periodontal surgery is recom-mended for situations where spacemaintaninig is necessary
Abbildung 11 Präoperatives Röngenbild Figure 11 Preoperative x-ray
Abbildung 12 Aus der linea obliqua kann partikulärer Knochen...
Figure 12 Linea obliqua is an ideal site to win autogenous bone...
Abbildung 13 … mit dem Instrument OP3 gewonnen werden Figure 13 … with the Instrument OP3
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diese Technik ist ein retromolarer Kieferkammschnitt, der sich nach anterior entweder als intrasulculäre oder paramarginale Inzision fort-setzt. In der Regel ist ein Entlastungsschnitt im Prämolarenbereich nötig, um den Knochen ausreichend darstellen zu können. Dabei wurde es häufig nötig, den N. mentalis zu präparieren. Die Osteotomie erfolgte mit Fräsern und rotierenden Scheiben für die horizontale Inzision.
Besonders die horizontale Osteotomie ist es, die ein besonders weites Aufklappen erfordert, um einen adäquaten Zugang zu schaffen und das Weichgewebe schützen zu können.
Piezosurgery erleichtert den Vorgang. Die geringe Schwingungsampli-tude der Instrumentenspitze, die optimale Kühlwasserzuführung und die selektive Schnittführung stellen sicher, dass eine Traumatisierung anato-mischer Nachbarstrukturen nicht möglich ist. Auch mit kleinster Zugangs-präparation kann das Operationsgebiet ausreichend dargestellt werden.
Die schwierige horizontale Inzision erfolgt mit einer diamantierten Kugel (Abb. 16 und 17); Entlastungsschnitte und eine Darstellung des N. mentalis sind nicht mehr nötig (Abb. 4 und 18).
Abbildung 14 Der augmentierte OP-Situs Figure 14 The augmented site
Abbildung 15 Sechs Monate postoperativ Figure 15 Six months after surgery
3. Kammspaltung
Die gezeigten Techniken haben Vor- und Nachteile, deren Erörterung weit über den Rahmen dieses Artikels hinausgeht. Ein Zweiteingriff zur Knochenentnahme wird nötig. In der Regel müssen Membranen angewandt werden.
Und in der Regel können die Implantate nicht simultan inseriert werden, sodass ein weiterer Eingriff erforderlich wird. Partikuläre Augmentate können bei adäquater Pri-märstabilität des Implantates manchmal simultan gesetzt werden. Mikrobewegungen des Transplantates können hier das Ergebnis kompromittieren.
Besonders für den Fall einer ausreichenden vertikalen Knochendimension bei einer inadäquaten Dicke des Kam-mes ist die Kammspaltung eine erwägenswerte Alternative.
Es werden keine Membranen benötigt und alle diesbezüg-lichen Komplikationen von vornherein vermieden. Keine Knochentransplantate oder Biomaterialien werden benö-tigt. Spaltlappen können präpariert werden und eine Expo-sition des Knochens und das daraus resultierende Resorp-tionsrisiko werden vermieden.
Die Kammspaltungstechnik ist eine Separation der bukalen von der lingualen kortikalen Knochenwand und deren Dehnung und Verlagerung. Fräser, rotierende Schei-ben, Meißel und Osteotome werden dazu verwendet. Dabei
bleibt die Gefäßversorgung in den jeweiligen „Knochen-lappen“ weitgehend erhalten. Eventuell eingesetzte Kno-chenersatzmaterialien werden überall von Knochen begrenzt und dadurch ist eine beidseitige Gefäßversor-gung, eine beidseitige Zellmigration und eine Vermeidung von Mikrobewegungen sichergestellt. Das ist die ideale Umgebung für knöcherne Regeneration mit reduziertem Risiko einer bindegewebigen Reparation.
Die Risiken der Kammspaltung liegen im Quetschtrau-ma, in Resorptionen und besonders bei mineralisiertem Knochen in Frakturen der Knochenlappen. Für diesen Fall ist es wichtig, das Periost am Knochen belassen zu haben. Eine Fraktur würde dann im Sinne einer Grünholz-fraktur erfolgen und nach Fixation mit Osteosynthese-schrauben in der Regel zu keinen weiteren Komplikatio-nen führen.
Bislang erfolgten Kammspaltungstechniken primär im Oberkiefer. Hier ist die Elastizität des Knochens größer.
Piezosurgery senkt die oben beschriebenen Risiken. Der Knochen wird durch eine sägeartige Instrumentenspitze atraumatisch separiert (Abb. 19) und durch eine konische Spitze gedehnt (Abb. 20). Die weitere Aufbereitung erfolgt mit Osteotomen und Meißeln. Frakturen treten deutlich seltener auf. Klinisch erscheint der Knochen nach der Auf-bereitung mit Piezotechnik elastischer zu werden. Der vor-M. Schlee / Piezosurgery – Grundlagen und Möglichkeiten
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Abbildung 17 Die Arbeitsspitze OT5 Figure 17 The tipp OT5 Abbildung 16 Die horizontale tiefe Inzision erfolgt mit der
dia-mantierten Kugel
Figure 16 The deep horizontal incision is done with a round diamond tip
Abbildung 18 Der schonend aufgeklappte OP-Situs Figure 18 The atraumatic preparation of the surgical site
Abbildung 19 Die grazile Säge OT 7 Figure 19 The tiny tipp OT 7
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liegende Fall zeigt die Möglichkeiten, die Piezosurgery auch bei hoch mineralisiertem Knochen bietet.
Die vertikale Höhe des Alveolarkammes ist vollständig erhalten, wäh-rend der horizontale Aspekt (Abb. 21) eine Implantation unmöglich macht. Eine Pilotbohrung zur Markierung der Implantatposition an der Stelle des ersten Prämolaren ist bereits erfolgt. Um den Fall einphasig lösen zu können, ist eine Kieferkammspaltung geplant. Da der Kamm nach der Expansion des Knochens deutlich breiter sein wird, ist es erfor-derlich, den Lappen als Spaltlappen zu präparieren. Nun ist eine ausrei-chende Mobilisation des Weichgewebes und eine spannungsfreie Naht möglich. Zudem bleibt das Periost mit seiner kompletten Blutversorgung weitgehend am Knochen. Das ist im Unterkieferseitenzahnbereich mit dem wenig adhärenten Periostschlauch schlechter möglich als im Ober-kiefer. Da der Knochen elastisch genug ist, kann auf eine Entlastungsin-zision des bukalen Knochenlappens verzichtet werden. Abbildung 22 und 23 zeigen die zunehmende Aufspreizung des Knochens. Konische Implantate erleichtern das Aufdehnen des Knochens und erhöhen gleich-zeitig das Risiko eines Quetschtraumas. Hier ist klinische Erfahrung von-nöten, um eine erhöhte Verlustrate der Implantate zu vermeiden. Es sollte darauf geachtet werden, dass die verbleibende Dicke des gedehn-ten Knochens ausreichend ist. Klinisch hat sich eine Breite von mindes-tens 1 mm bewährt. Der Raum im Sägespalt kann nach dem Eindrehen der Implantate mit autogenen Knochenspänen oder einem Ersatzmateri-al aufgefüllt werden. Ohne Membranen kann nun eine spannungsfreie Naht durchgeführt werden.
Abbildung 20 Die konische Spitze PP1 Figure 20 The tapered tipp PP1
Abbildung 21 Die initiale Präparation des Knochens Figure 21 The initial preparation of the bone
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4. Sinuslift
Die Sinusbodenelevation ist mittlerweile eine Routine-prozedur zur Versorgung vertikal atrophierter Kieferkämme in der posterioren Maxilla geworden. Am häufigsten wird der Eingriff über ein laterales Fenster, einer Präparation der Schneider’schen Membran im Sinne einer modifizierten Caldwell Luc Operation, durchgeführt. Ein Risiko des Ein-griffes ist die Perforation der Membran entweder bei der Präparation des Knochenfensters oder beim Abpräparieren der Membran. Besonders bei kurzzeitig zurückliegendem Zahnverlust, einer ausgeheilten Mund-Antrum-Verbindung, bei aus anderen Gründen adhärenter Membran oder bei vorhandenen Septen ist die Wahrscheinlichkeit einer Mem-branperforation gegeben. Häufig wird diese Perforation bei der weiteren Präparation zur Ruptur und macht die Repara-tur des Defektes mit mikrochirurgischen Nähten oder Mem-branen unmöglich. Eine weitgehend intakte Membran ist aus Sterilitätsgründen und aus der Erfordernis das Aug-mentat zu stabilisieren nötig.
Diese Risiken sind bei der Verwendung der Piezosurgery-technik kleiner. Durch die selektive Schnittführung ist es nahezu nicht möglich bei der Präparation des
Knochenfens-ters die Membran zu perforieren. Bei dünnem Knochen eig-net sich besonders die diamantierte Kugel (Abb. 17 und 24), um den lateralen Zugang zu präparieren. Bei dickem Knochen ist die Abtragsleistung dieser Instrumentenspitze zu gering. Um den Vorgang zu beschleunigen wird die Kno-chenwand erst einmal mit einem Ansatz für Osteoplastik (Abb. 8) ausgedünnt und erst dann mit der Diamantkugel präpariert. Die anfallenden Knochenspäne werden für das Augmentat gesammelt.
Zur initialen Abpräparation eignet sich das wie ein Ele-fantenfuß geformte EL1 (Abb. 25 und 26). Ohne Perfora-tionsrisiko kann man sich zwischen Membran und Kno-chenwand vorarbeiten und diese etwa 2 mm zirkulär um das Fenster zu lösen. Dies geschieht durch die Vibrationen des Ultraschallgerätes wie von selbst.
Dann kann mit den Elevationsinstrumenten EL2 und EL3, die wie konventionelle manuelle Sinuselevatoren geformt sind, weitergearbeitet werden. Auch hier arbeiten die Ultraschallschwingung und der hydropneumatische Druck durch die Kavitation der Kühlmittelflüssigkeit für uns. Bei heiklen Situationen kann es sein, dass man auf das Feedback eines Handinstrumentes nicht verzichten will und ab einem gewissen Stadium manuell weiterpräpariert.
Abbildung 25 Die initiale Lösung der Membran erfolgt mit der Spitze EL1
Figure 25 The initial disektion of the membrane is done with tipp EL 1
Abbildung 24 Die Präparation des lateralen Fensters erfolgt mit der diamantierten Kugel
Figure 24 The preparation of the lateral window is done with a round diamond tipp
Abbildung 22 Der erste Schritt der Aufdehnung Figure 22 The first step of spreading
Abbildung 23 Die finale Präparation Figure 23 The final preparation
Schlussfolgerung
Piezoelektrische Chirurgie ist eine Bereicherung der bis-herigen chirurgischen Methoden. Es ist keine Technik für
„schnelle“ Chirurgen. Es ist eher geeignet für operations-technisch sensible, atraumatisch arbeitende Operateure.
Der erforderliche geringe Anpressdruck ermöglicht genaue-res Arbeiten. Die einzigartige Technik der selektiven Schnittführung schützt Weichgewebe zuverlässig. Nerv-transpositionen, Sinusbodenelevationen, Distraktionsosteo-genesen werden dadurch sicherer. Auch weniger erfahrene Operateure können sich an diese Techniken wagen.
Spezielle Instrumentenspitzen eignen sich hervorragend zur Gewinnung von Knochenspänen in einer idealen Korn-größe. Einsatzmöglichkeiten in der Parodontalchirurgie und Implantologie liegen auf der Hand.
Die sich permanent steigernde Vielfalt der Instrumen-tenspitzen wird noch weitere Einsatzbereiche erschließen (piezogestützte Osteotomtechnik, etc.).
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