Einfluss unterschiedlicher Operationsmethoden auf die Ergebnisse transplantierter dritter Molaren im Rahmen des kieferorthopädischen Lückenmanagements

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Hannover

Einfluss unterschiedlicher Operationsmethoden auf die Ergebnisse transplantierter dritter Molaren im Rahmen des

kieferorthopädischen Lückenmanagements

Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Zahnheilkunde in der

Medizinischen Hochschule Hannover

Vorgelegt von Ioannis Zonios aus Lemgo

Hannover 2008

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27.04.2009

Gedruckt mit der Genehmigung der Medizinischen Hochschule Hannover

Präsident: Prof. Dr. Dieter Bitter-Suermann

Betreuer der Arbeit: PD Dr. Dr. Oskar Bauß

Referent: Prof. Dr. Dr. Martin Rücker

Korreferent: Prof. Dr. Harald Tschernitschek

Tag der mündlichen Prüfung: 27.04.2009

Promotionsausschussmitglieder: Prof. Dr. Dr. Nils-Claudius Gellrich

Prof. Dr. Peter Vogt

Prof. Dr. Joachim Krauss

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INHALTSVERZEICHNIS

1 EINLEITUNG

7

1.1 Behandlungsmöglichkeiten eines frühzeitigen Verlustes oder einer

Nichtanlage von Zähnen 7

1.2 Geschichtliche Entwicklung der Zahntransplantation 9

1.3 Anatomie und Funktion transplantationsrelevanter Strukturen 11

1.3.1 Das Parodont 11

1.3.2 Die Pulpa 13

1.3.3 Wurzelbildung und Wurzelanatomie 15

1.4 Parodontale und pulpale Heilung nach Autotransplantation von Zähnen 16

1.4.1 Parodontale Heilung 16

1.4.2 Pulpale Heilung 17

1.5 Komplikationen nach Zahntransplantation 19

1.6 Ziele der vorliegenden Untersuchung 24

2 MATERIAL UND METHODE

26

2.1 Patientenkollektiv und Gruppeneinteilung 26

2.1.1 Patientenkollektiv 26

2.1.2 Gruppeneinteilung 26

2.2 Präoperative Analyse des Transplantatlagers und des Zahnkeimes 27

2.2.1 Präoperative Analyse des Transplantatlagers 27

2.2.2 Präoperative Analyse des Zahnkeimes 27

2.3 Allgemeines operatives Vorgehen 28

2.4 Spezielle Operationsverfahren 30

2.4.1 Transplantation in eine frische Extraktionsalveole 30

2.4.2 Transplantation in eine Neoalveole 30

2.4.3 Transplantation mit Knochentransplantaten 31

2.4.4 Transplantation mit sagittaler Osteotomie des Alveolarfortsatzes 32

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2.5 Studiengruppen 33

2.5.1 Neoalveolengruppe 33

2.5.2 Knochentransplantatgruppe 33

2.5.3 Osteotomiegruppe 33

2.6 Kontrollgruppe 35

2.7 Postoperative Nachuntersuchung 36

2.7.1 Untersuchung der parodontalen Verhältnisse 36

2.7.2 Untersuchung der pulpalen Verhältnisse 40

2.7.3 Untersuchung der Wurzelendlänge und Wurzellängenzunahme 40

2.8 Statistische Auswertung 42

2.9 Methodenfehler 43

2.9.1 Parodontale und pulpale Verhältnisse 43

2.9.2 Kronenhöhe, Wurzellänge und Wurzellängenzunahme 44

3 ERGEBNISSE

45

3.1 Neoalveolengruppe 45

3.1.3 Wurzelwachstum 49

3.2 Knochentransplantatgruppe 49

3.3 Osteotomiegruppe 54

3.4 Kontrollgruppe 58

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3.5 Statistische Auswertung der vier Studiengruppen 63

3.5.1 Parodontale und pulpale Verhältnisse 63

3.5.1.1 Parodontale Verhältnisse 63

3.5.1.2 Pulpale Verhältnisse 67

3.5.2 Wurzelendlänge und Wurzellängenzunahme 69

4 DISKUSSION

73

4.1 Parodontale und pulpale Verhältnisse 73

4.1.1 Kontrollgruppe 73

4.1.2 Neoalveolengruppe 80

4.1.3 Knochentransplantatgruppe 82

4.1.4 Osteotomiegruppe 85

4.2 Wurzelwachstum 87

4.3 Behandlungsalternativen zur Autotransplantation 88

5 ZUSAMMENFASSUNG

91

6 LITERATURVERZEICHNIS

92

7 DANKSAGUNG

110

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1 EINLEITUNG

1.1 Behandlungsmöglichkeiten eines frühzeitigen Verlustes oder einer Nichtanlage von Zähnen

In der täglichen Praxis sind der frühzeitige Verlust oder die Nichtanlage von Zähnen der zweiten Dentition häufig anzutreffende Befunde. Nach abgeschlossener Dentition kommt es dabei oftmals zu einer behandlungsbedürftigen Symptomatik wie Lückeneinengungen, ungünstigen Achsenneigungen, Rotationen der Nachbarzähne und Elongation der Antagonisten (KILIARIDIS et al. 2000; KOMPOSCH 1986). Des Weiteren können Zahnfehlstellungen und fehlende Approximalkontakte zu einer Beeinträchtigung der parodontalen Verhältnisse führen (GEIGER und WASSERMAN 1980; JERNBERG et al.

1983).

Der 6-Jahr-Molar ist am häufigsten vom frühzeitigen Verlust betroffen (CLOKIE et al.

2001; GILL et al. 2001). Bei ungenügender Mundhygiene weisen diese Zähne bereits sehr früh kariöse Läsionen auf und erfordern unter Umständen umfangreiche restaurative Maßnahmen. Die Verlustrate aufgrund kariöser Läsionen wird mit ca. 30 % angegeben (DAUSCH-NEUMANN 1968; MENG et al. 1990), wobei 4 % aller Patienten bis zum zwanzigsten Lebensjahr sogar alle vier 6-Jahr-Molaren verloren haben (HUNTER et al.

1991). Der dritte Molar ist am häufigsten nicht angelegt, sein Fehlen besitzt aber keine klinische Relevanz. Der zweite Prämolar des Unterkiefers ist am zweithäufigsten betroffen, er fehlt 2,5 % bis 4,5 % der Bevölkerung und ist in 60 % der Fälle sogar beidseitig nicht angelegt (BERGSTROM 1977; FINES et al. 2003; ROLLING 1980;

THILANDER und MYRBERG 1973).

Sowohl nach Zahnverlust als auch bei einer Nichtanlage sollte eine zahnärztliche Behandlung erfolgen, wobei Art und Umfang der Therapie von verschiedenen Faktoren abhängig sind. Eine wesentliche Rolle spielen dabei die Patientencompliance, das Alter des Patienten sowie wirtschaftliche Überlegungen (FILIPPI 2008; NOLTE et al. 2006;

REICH 2008; SANTOS 2002; THOMAS et al. 1998). Bei entsprechender Indikationsstellung ist der kieferorthopädische Lückenschluss die Therapie der Wahl. Ein kieferorthopädischer Lückenschluss ist nur wenig invasiv, substanzschonend und bewahrt den Patienten vor körperlich und psychisch belastenden chirurgischen oder prothetischen

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Eingriffen. Die besten Ergebnisse werden bei Jugendlichen erzielt, bei älteren Patienten ist die Knochenapposition geringer und es kommt häufiger zu Rezidiven und Wurzelresorptionen (EDWARDS 1971; GOLDBERG und TURLEY 1989; HOM und TURLEY 1984; SANDLER et al. 2000; STEPOVICH 1979). Die längere Behandlungsdauer und die ästhetische Beeinträchtigung während der Therapie sind allerdings negative Begleiterscheinungen.

Es stehen aber auch andere Therapiemöglichkeiten für den Lückenschluss zur Verfügung.

Die Implantologie bietet heutzutage die Möglichkeit, vorhandene Lücken zahnsubstanzschonend, funktionell und ästhetisch ansprechend zu schließen. Dabei kann ein kombiniert kieferorthopädisch-implantologisches Vorgehen sinnvoll sein, um ein optimales Lückenmanagement zu erreichen. Der rein prothetische Lückenschluss durch herausnehmbaren Zahnersatz oder durch Brückenkonstruktionen ist ebenfalls möglich, gerät aber heute wegen des mangelnden Komforts für den Patienten und den hohen Zahnsubstanzverlust bei den zumeist jungen Patienten zunehmend in den Hintergrund.

In den letzten Jahrzehnten hat sich die autogene Zahntransplantation als weitere Behandlungsalternative etabliert (ANDREASEN 1993; BAUSS 2004; FILIPPI 2008;

REICH 2008). Sie hat gegenüber der implantologischen oder prothetischen Therapie den Vorteil, dass ein vitaler und funktionstüchtiger Zahn die Lücke schließt (FILIPPI 2008).

Der ideale Transplantationszeitpunkt liegt vor, wenn das Transplantat etwa ½ bis ¾ der zu erwartenden Wurzelendlänge erreicht hat (ANDREASEN 1993). Für die Prämolaren entspricht das einem Patientenalter von 11 bis 13 Jahren, so dass sich die Transplantation von Prämolaren sinnvoll in eine im Wechselgebiss begonnene kieferorthopädische Behandlung integrieren lässt. Für die Transplantation dritter Molaren entspricht der optimale Transplantationszeitpunkt von ½ bis ¾ der zu erwartenden Wurzelendlänge einem Patientenalter von etwa 16 bis 19 Jahren (ANDREASEN 1993; BAUSS et al.

2002a). Folglich lässt sich die Transplantation dritter Molarenkeime zeitlich schwieriger in einen kieferorthopädischen Behandlungsverlauf einbinden und spielte bisher als Therapiemöglichkeit im Rahmen des kieferorthopädischen Lückenmanagements nur eine untergeordnete Rolle.

1.2 Geschichtliche Entwicklung der Zahntransplantation

Erste Zahntransplantationen wurden schon in der Antike von Ägyptern, Etruskern Griechen und Römern durchgeführt. Römischen Sklaven fehlte häufig mindestens ein

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Zahn, was darauf hindeutet, dass sie eigene Zähne für das Schließen von Zahnlücken ihrer Herren opfern mussten. Schriftliche Nachweise für solche Operationen fehlen, da sie bis in das Mittelalter hinein von Barbieren, Badern und Schmieden in umherziehender Tätigkeit durchgeführt wurden. Schriftliche Dokumentationen solcher Behandlungen finden sich erst mit der Anerkennung der Zahnheilkunde als eigenständiges Fachgebiet der Medizin im Laufe des 16. und 17. Jahrhunderts und nach der Aufnahme der Zahnärzte in die Bürgerlisten der Städte (PAPE und HEISS 1976).

Die Form der Heterotransplantation war bis in das 18. Jahrhundert das gängigste Verfahren, dabei dienten Personen niedrigen Standes als Spender, und nur wohlhabende oder adelige Schichten profitierten als Empfänger von den Transplantationen. Den ersten schriftlichen Hinweis auf eine durchgeführte Zahntransplantation findet sich beim Pariser Wundarzt AMBROISE PARÉ, der 1554 in seinem Werk „Opera chirurgica“ von einer jungen Prinzessin berichtet, deren kariöser Zahn durch einen gesunden Zahn ihrer Zofe ersetzt wurde und für längere Zeit in Funktion blieb (FONG 1953, PAPE und HEISS 1976). Weitere Fälle wurden vom Zahnarzt LA ROCHE im Jahre 1633 und von CHARLES ALLEN in seinem Lehrbuch „The Operator of Teeth“ beschrieben. Im Zeitalter der Aufklärung wuchsen die moralischen Bedenken gegen dieses Vorgehen und wurden vermehrt als inhuman abgelehnt. CHARLES ALLEN schlug schon früh (1687) die Verwendung von Tierzähnen als Alternative vor. Auch Transplantationen mit alloplastischen Materialien, wie durch ZNAMENSKY 1891, und die Verwendung von konservierten Zähnen, z. B. von Leichen (SERRE 1804), gewannen an Bedeutung (PAPE und HEISS 1976).

Neben den humanitär-sozialen und allgemeinmedizinischen Problemen befassten sich einige Operateure schon früh mit den technisch-chirurgischen Herausforderungen einer Transplantation. Für das Problem der Inkongruenz von Transplantat und Empfängerregion entwickelten sich frühzeitig verschiedene Lösungsstrategien. FAUCHARD (1728) empfahl das Beschleifen der Wurzel, wohingegen PFAFF (1756) die Resektion der Wurzel und den retrograden Verschluss mit Blei oder Wachs favorisierte.

HUNTER (1771) ersetzte bei männlichen Patienten die Zähne durch kleinere Frauenzähne und BERNDT (1771) versuchte das Implantatlager umzuformen, welches aber häufig wegen der Unkenntnis aseptischer Prinzipien misslang (PAPE und HEISS 1976).

Dem Problem der Wundinfektion und Übertragung von Krankheiten auf den Empfänger begegnete man mit zum Teil drastischen Reinigungen und Desinfektionen der

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Spenderzähne. So verwendete MITSCHERLICH (1863) zu diesem Zweck Chlorwasser und Salzsäure, was sämtliche Strukturen des Desmodonts zerstörte, dessen besondere Bedeutung für die Transplantation nicht bekannt war. Die Einheilungskomplikationen wurden zwar reduziert, jedoch kam es vermehrt zu Resorptionen und Verlust der Transplantate. YOUNGER (1886) erkannte die Bedeutung des Desmodonts, welches er durch die Lagerung des Transplantates in lauwarmem Wasser zu schonen versuchte. Die von ihm eingeführte Quecksilber-II-Chlorid-Lösung zum Spülen der Transplantate verfolgte das Prinzip einer möglichst aseptischen Arbeitsweise. Als wegweisendes Experiment zur Zahntransplantation gilt der Versuch des Chirurgen JOHN HUNTER von 1771. Er transplantierte einen extrahierten Zahn in den Kamm eines Hahnes und konnte nach ein paar Monaten in dem Operationspräparat eine Gefäßverbindung zwischen dem Zahn und dem umliegenden Gewebe nachweisen (Abb. 1.1). Dies untermauerte FAUCHARDS These von 1728, dass eine bestehende Gefäßverbindung zwischen Transplantat und umliegendem Gewebe für dessen Vitalität von entscheidender Bedeutung sei (ANDREASEN 1993).

Abb. 1.1. Anatomisches Präparat: Transplantation eines Zahnes in einen Hahnenkamm mit Ausbildung eines Gefäßanschlusses (aus: ANDREASEN JO, 1993).

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Nach dem 18. Jahrhundert ließ die Bedeutung der Heterotransplantation nach. Das Recht eines Individuums auf körperliche Unversehrtheit sowie Infektionen der Empfänger mit Syphilis, Tuberkulose und anderen Krankheiten waren die Gründe (COHEN et al. 1995, RING 1987). Erst Anfang des 20. Jahrhunderts mit der richtungsweisenden Arbeit des Chirurgen WIDMANN gewann die Zahntransplantation wieder zunehmend an Bedeutung (NORDENRAM 1963). Dabei wurden retinierte Oberkiefereckzähne als Autotransplantate mit gutem Erfolg verwendet. Mitte des 20. Jahrhunderts befassten sich mehrere Untersuchungen mit der Autotransplantation dritter Molaren zum Ersatz zerstörter erster oder zweiter Molaren (APFEL 1950, 1954; FONG 1953; MILLER 1950, 1951, 1952; SIEGEL 1952). Dabei konnten erstmals die Heilungsmechanismen der Pulpa beschrieben werden. Das umfassendste Werk über die Grundlagen der Zahntransplantationen lieferte ANDREASEN in den letzten drei Jahrzehnten. Seine Untersuchungen der Heilungsmechanismen und die detaillierte Darstellung chirurgischer Prinzipien flossen in ein 1993 veröffentlichtes Buch, welches als Standardwerk der Replantationen und Transplantationen von Zähnen gilt (ANDREASEN 1993).

1.3 Anatomie und Funktion transplantationsrelevanter Strukturen

1.3.1 Das Parodont

Unter dem Begriff des Parodonts werden vier Gewebe der Mundhöhle zusammengefasst:

das Wurzelzement, der Alveolarknochen, das Desmodont und die Gingiva (SCHROEDER 2000).

Die Gingiva besteht aus epithelialen und bindegewebigen Elementen. Die epithelialen Anteile sind das Saumepithel, welches Gingiva und Zahnoberfläche verbindet, und das Sulkusepithel, welches die laterale Wand des Sulcus gingivae auskleidet. Sie sind nicht keratinisiert und stellen den Verschlussbereich zwischen Parodont und Mundhöhle dar.

Das restliche Gingivaepithel ist keratinisiert und Teil der epithelialen Auskleidung der Mundhöhle. Die bindegewebigen Anteile der Gingiva bilden ein komplexes Fasersystem mit unterschiedlichen Insertionsbereichen und verschiedenen Verlaufsrichtungen zwischen Knochen, Periost und Gingiva. Der überwiegende Anteil sind kollagene Fasern.

Im Alveolarknochen des Ober- und Unterkiefers sind die in Funktion stehenden Zähne eingelassen. Diese Anteile des Knochens sind zahnabhängige Strukturen, d. h. sie

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entwickeln sich mit Bildung und Durchbruch der Zähne und bilden sich nach Ihrem Verlust wieder zurück. Der Knochen besteht aus einer inneren und äußeren Kortikalisschicht unterschiedlicher Dicke, die am Eingang der Alveole in die Lamina cribiriformis übergeht, und der innenliegenden Spongiosa. Der Alveolarknochen entspricht generell dem Aufbau anderer Knochen des Körpers und unterliegt einer ständigen Remodellierung durch Osteoblasten, Osteozyten und Osteoklasten. Das den Knochen umgebende Periost hat wegen seiner osteogenen Potenz eine wichtige Funktion beim appositionellen Knochenwachstum, dem physiologischen Knochenumbau sowie der Knochenheilung nach Verletzungen (NASJLETI et al. 1975; TONNA 1966). Darüber hinaus setzen Fasern und Sehnen an, außerdem enthält es Blut-, Lymphgefäße und Nerven (ANDREASEN 1993).

Das Wurzelzement überzieht in unterschiedlicher Schichtstärke das gesamte Wurzeldentin und dient, wie der Alveolarknochen, als Insertionsstelle der desmodontalen Fasern. Im Gegensatz zum Knochen wird das Wurzelzement nicht ständig resorbiert und remodelliert.

Das Desmodont ist ein außerordentlich zell- und faserreiches, spezialisiertes Bindegewebe, welches am Alveolarknochenkamm kontinuierlich in das Bindegewebe der angewachsenen Gingiva übergeht und mit dem Wurzelzement und dem Alveolarknochen eine funktionelle Einheit bildet. Es besteht größtenteils aus kollagenen und oxytalartigen Faserbündeln, die untereinander in Kontakt stehen und eine leiterähnliche Struktur bilden.

Die Enden der Bündel strahlen in den Alveolarknochen und das Wurzelzement ein, dieser Anteil wird Scharpeysche Faser genannt. Parallel zu den Scharpeyschen Fasern liegen zahlreiche parodontale Fibroblasten, die den Hauptanteil der Zellen des Desmodonts darstellen. Weitere zelluläre Bestandteile sind Osteoblasten, Osteoklasten, Zementoblasten und Progenitorzellen mesenchymalen Ursprungs, die eine besondere Rolle bei der Heilung des Desmodonts spielen (ANDREASEN 1993).

Die Blutversorgung des Parodontiums stammt im Oberkiefer von den anterioren und posterioren Alveolararterien, die Äste der A. infraorbitalis sind. Im Unterkiefer erfolgt die Blutversorgung über die A. alveolaris inferioris, der A. submentalis sowie der A. buccalis.

Bevor Anteile dieser Arterien in die apikalen Foramina einstrahlen, zweigen von ihnen Äste in den apikalen Bereich des Interdentalknochens und entsprechende Anteile des Desmodonts ab. Im weiteren Verlauf zweigen eine Vielzahl von Ästen zum mittleren Anteil des Desmodonts ab, welche die Alveolenwand perforieren und einen Plexus um die Wurzeloberfläche bilden. Mit den Gefäßen der Gingiva werden zervikale Anastomosen

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gebildet. Die nervale Versorgung besteht aus somatosensorisch, afferenten Fasern, die Schmerz- und Druckempfinden weiterleiten. Außerdem finden sich nicht-myelinisierte vegetativ-autonome Fasern, die für die Inervation der glatten Muskelzellen der Blutgefäße verantwortlich sind (SCHROEDER 2000).

Die Funktion des Parodonts besteht in der Verankerung der Zähne im Knochen in Form einer gelenkartigen Verbindung. Auftretende Kräfte beim Kauen, Schlucken und Sprechen werden aufgenommen und an den umliegenden Knochen weitergeleitet. Die Aufgabe des marginalen Parodonts besteht im Verschluss, dem Erhalt und dem Schutz der Durchbruchstelle des Zahnes durch das Bindegewebe zur Mundhöhle.

1.3.2 Die Pulpa

Die Pulpa ist ein lockeres, spezialisiertes Bindegewebe und besteht aus Zellen, einer interzellulären Grundsubstanz mit oxytalanartigen retikulären und kollagenen Fasern sowie aus Gefäßen und Nerven. Die Zellen der Pulpa gehören verschiedenen Populationen mit unterschiedlichen Funktionen an. Man unterscheidet Odontoblasten, Fibroblasten, Ersatzzellen und Abwehrzellen (SCHROEDER 2000). Im Bereich der Kronenpulpa bilden die Odontoblasten eine variabel dicke Zelllage, die das Prädentin überdeckt. Ihre säulenförmigen Körper mit basalen Zellkernen sind unterschiedlich lang und ineinander verschachtelt. Jede Zelle besitzt einen Fortsatz, der sich in eines der benachbarten Dentinkanälchen erstreckt. Im Bereich der Wurzelpulpa bilden die Odontoblasten eine einschichtige Lage und haben eine kubische oder pyramidale Form, während sie im apikalen Bereich eher eine flach-längliche Form besitzen. Sie lassen sich im Abstand von durchschnittlich 2,2 mm vom Foramen apicale nicht mehr nachweisen. Die Fibroblasten der Pulpa sind flach und spindelartig und haben zum Teil zytoplasmatische Fortsätze, die mit den benachbarten Fibroblasten in desmosomalem Kontakt stehen. Ihre Funktion besteht in der Produktion und dem Umsatz der Interzellularsubstanz, bestehend aus Fibronektin, Glykosaminoglykanen, Heparin sowie der retikulären und kollagen Fasern.

Es ist bisher nicht gelungen, die Funktion der Ersatzzellen eindeutig zu charakterisieren.

Dabei handelt es sich um undifferenzierte Mesenchymalzellen, die mit einem oder mehreren Fortsätzen abgestorbener Odontoblastenkörper Kontakt aufnehmen und anschließend sekundäres Dentin bilden können. Sie können ebenfalls zu Makrophagen heranreifen und die Funktion von Fibroblasten und Osteoblasten übernehmen. Die freien

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Zellen der Pulpa sind Histiozyten, Monozyten und Lymphozyten und übernehmen Aufgaben der Immunabwehr wie Phagozytose und Antigenerkennung (SCHROEDER 2000).

Die Pulpa ist ein stark vaskularisiertes Gewebe. Die Versorgung erfolgt über das Foramen apicale, durch das Arterien und Venen eintreten und ein gut ausgebildetes Kapillarnetz speziell um die Odontoblasten formen. Zusätzlich treten größere Gefäße über akzessorische Kanäle, besonders im Bi- und Trifurkationsbereich mehrwurzeliger Zähne, ein und tragen häufig mehr zur Gefäßversorgung bei als die Äste, die in das Foramen apicale eintreten. Parallel zu den Blutgefäßen treten Lymphgefäße und Nerven in die Pulpa ein. Die nicht-myelinisierten Nervenfasern gehören größtenteils zum vegetativ- autonomen Nervensystem, verlaufen in unmittelbarer Nachbarschaft zu den Gefäßen, innervieren deren glatte Muskelzellen und steuern so die Vasodilatation und Vasokonstriktion. Die myelinisierten Nervenfasern entstammen dem Nervus trigeminus, sie sind somatosensible, afferente Nervenleitungen, die frei enden und ausschließlich Schmerzstimuli fortleiten. Diese Fasern erreichen die Kronenpulpa, ohne sich zu verzweigen, und fächern sich erst dort sehr stark auf. Sie ziehen durch die Odontoblastenreihe und verlaufen mit deren Fortsätzen in den Dentinkanälchen (MJÖR und FEJERSKOV 1979; PROVENZA 1986).

Die Funktionen der Pulpa sind vielfältig. Sie ist verantwortlich für die Ernährung der Odontoblasten und somit indirekt an der primären und sekundären Dentinbildung beteiligt.

Die Pulpa enthält das Nervengeflecht für die Innervation des Dentins. Auf das Dentin oder die Pulpa einwirkender Druck, chemische oder thermische Reize werden dabei immer als Schmerz empfunden (SCHROEDER 2000). Außerdem stellt die Pulpa ein zelluläres Abwehrsystem bereit, das die Bildung intratubulären und peripulpären Dentins durch odontoblastische Zellleistung ermöglicht. Diese Funktionen werden infolge des sehr dichten und über viele Kanäle ein- und austretenden Gefäßsystems auch unter schwierigen Bedingungen (kariöser Befall, Pulpainfektion, Abszessbildung) aufrechterhalten und garantieren das Überleben der Pulpa solange das Gewebe jugendlichen Charakter hat. Die alternde Pulpa verliert einen Teil dieser Leistungsfähigkeit durch die Einengung der Pulpenkammer, Abnahme der Fibroblasten- und Gefäßdichte, die Zunahme der kollagenen Fasern sowie die Bildung von Pulpasteinen und Dentikeln (SCHROEDER 2000).

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1.3.3 Wurzelbildung und Wurzelanatomie

Die Bildung der Zahnwurzel wird durch die Hertwigsche Epithelscheide geleitet.

Nachdem es in der Zahnentwicklung zur definitiven Größe des Schmelzorganes gekommen ist, befindet sich die zervikale Schlinge des Zahnsäckchens auf Höhe der späteren Schmelz-Zement-Grenze. Proliferatives Wachstum dieser Schlinge bewirkt eine Verlängerung über die Schmelz-Zement-Grenze hinaus. Sie besteht aus zwei aneinander liegenden Schichten, dem inneren und äußeren Schmelzepithel, und wird als Hertwigsche Epithelscheide bezeichnet. Der freie Rand dieser Scheide bildet ein Proliferationszentrum, das im Laufe der Wurzelbildung nach zentral abknickt und ein, die Zahnpapille begrenzendes, Diaphragma bildet (Abb. 1.2).

Abb. 1.2. Schematische Darstellung (im labiolingualen Schnitt) eines Milchzahnes kurz nach Vollendung der Krone. Links mit lang gestreckter Hertwigscher Epithelscheide (HSE) und während der Wurzelbildung.

Rechts mit kurzem nach zentral eingebogenem Diaphragma. MER: Malassezsche Epithelreste (aus:

SCHROEDER HE, 2000).

Später begrenzt es die Wurzelpulpa und bildet das Foramen apicale. Das zirkuläre Band der Hertwigschen Epithelscheide kann als die Gussform der zukünftigen Zahnwurzel angesehen werden (SCHROEDER 2000). Diese Form bestimmt nicht nur die Größe, den Umfang und die Gestalt der Zahnwurzel, sondern auch die Anzahl der Wurzeln pro Zahn.

Die Dentinbildung der Wurzel erfolgt durch die Differenzierung ektomesenchymaler

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Zellen der Zahnpapille zu Odontoblasten, die entlang des inneren Schmelzepithels Prädentin ausschütten, das später zu Dentin mineralisiert. Das Wurzelzement, das funktionell gesehen zum Zahnhalteapparat gehört, überzieht als variabel dicke Schicht das Wurzeldentin. Es entsteht auf einer zunächst unverkalkten Schicht Prädentin des äußeren Schmelzepithels und liegt zuerst in Form unverkalkter kollagener Fasern vor, die später mineralisieren und die Sharpeyeschen Fasern aufnehmen (SCHROEDER 2000).

1.4 Parodontale und pulpale Heilung nach Autotransplantation von Zähnen

1.4.1 Parodontale Heilung

Bei der chirurgischen Entfernung eines Zahnes kommt es zur Durchtrennung des Desmodonts. Nach anschließender Transplantation zeigen große Teile des Parodontiums zwei Tage postoperativ Nekrosen und eine Hyalinisierung der Fasern, sie verlieren dabei ihre geordnete Struktur (BURKLAND et al. 1976, NASJLETI et al. 1975). Vier Tage nach der Transplantation hat im zervikalen und apikalen Drittel der Wurzel bereits eine Revaskularisierung des Desmodonts stattgefunden (CASTELLI et al. 1980). Acht Tage postoperativ erfolgt ein Reattachment des Epithels an der Schmelz-Zementgrenze (AGNEW und FONG 1956; FONG et al. 1967; NASJLETI et al. 1975). Die dichte Anlagerung des Epithels erfüllt dabei die Funktion einer Barriere und ermöglicht den darunterliegenden Strukturen eine ungestörte Heilung. Nach drei bis vier Wochen hat sich eine neue Alveole mit Sharpeyschen Fasern ausgebildet (ANDREASEN 1993). Ein möglichst intaktes Desmodont ist hier von entscheidender Bedeutung, in mehreren Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass es eine gewisse osteogene Potenz besitzt (OSWALD et al. 1980; TEN CATE und MILLS 1972). Nach drei Monaten hat der Gefäßplexus eine regelrechte Ausbildung erreicht (CASTELLI et al. 1980) und die Innervation des Desmodonts ist wieder hergestellt (LOESCHER und ROBINSON 1991;

LOESCHER et al. 1993). Die Reifung und das Reattachment der parodontalen Fasern setzt sich bis zum vierten Monat postoperativ fort, wobei deren Ausrichtung häufiger parallel zur Wurzeloberfläche verläuft als bei nicht transplantierten Zähnen (GROISMAN et al. 1989; SCHWARTZ et al. 1990).

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Zeitlicher Ablauf der parodontalen Heilung

Vier Tage nach Transplantation: Granulationsgewebe ersetzt das Blutkoagulum um den Zahn.

Sieben Tage nach Transplantation: Die Gingivafasern des Transplantates haben sich mit den Gingivafasern am Transplantatbett verbunden. Einige intraalveoläre Fasern des Zahnes haben sich bereits mit der Alveolenwand verbunden.

Drei bis vier Wochen nach Transplantation: Eine neue Alveole, einschließlich neuer Scharpeyscher Fasern, hat sich gebildet.

1.4.2 Pulpale Heilung

Der Heilungsprozess der Pulpa nach einer Transplantation war schon häufig Bestandteil klinischer und experimenteller Untersuchungen (KLING et al. 1986; LAUREYS et al.

2001; SKOGLUND 1981; SKOGLUND et al. 1978, 1981).

Während einer chirurgischen Entfernung oder traumatischen Luxation eines Zahnes zerreißt das Gefäß-Nervenbündel häufig nahe des Foramen apicale. Es kommt zu einer Unterbrechung der Blutversorgung und der nervalen Innervation und in dessen Folge zu einer Degeneration der Pulpazellen (ANDREASEN 1993; BREIVIK 1981; CASTELLI et al. 1985; JOHNSON et al. 1985; MONSOUR 1971; SORG 1960). Bei nicht abgeschlossenem Wurzelwachstum wird bis auf einen kleinen apikalen Bereich die gesamte Pulpa nekrotisch (FONG et al. 1967; SKOGLUND et al. 1981). Die Heilung beginnt am vierten postoperativen Tag apikal mit dem Einwachsen vaskulären Bindegewebes, welches sich nach koronal weiterentwickelt, und das avaskuläre Pulpagewebe sukzessive ersetzt. Bereits nach zehn Tagen konnten SCHEIBE und DÜKER (1980) eine Dentindickenzunahme durch regenerierte Odotoblasten nachweisen.

Innerhalb von 30 Tagen zeigt die gesamte Pulpa neue Gefäße (JOHNSON und BURICH 1979; SKOGLUND et al. 1978).

Nach ein bis zwei Monaten können bereits funktionierende Nervenfasern nachgewiesen werden, welche aber nur auf den apikalen Teil der Pulpa begrenzt sind. Auch nach einer längeren Einheilphase bleiben die Nervenfasen im apikalen Bereich, ihre Anzahl ist

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deutlich verringert und die Axone sind geringeren Durchmessers (HOLLAND und ROBINSON 1987; KVINNSLAND et al. 1991; NORDENRAM 1963; ROBINSON 1983). Die nervale Innervation, klinisch durch einen Kältetest feststellbar, spielt allerdings für die Vitalität der Pulpa nur eine untergeordnete Rolle. Diese ist vielmehr von der Revaskularisation des Gewebes abhängig (HASSELGREN et al. 1977; MONSOUR und ADKINS 1983a, b; KHOURY 1986; SKOGLUND 1980, 1981; SKOGLUND et al. 1978).

Zeitlicher Ablauf der pulpalen Heilung

Drei Tage nach Transplantation: Pulpanekrose besonders im koronalen Anteil der Pulpa.

Vier Tage nach Transplantation: Die Revaskularisierung der Pulpa beginnt vom Foramen apicale, verletztes Pulpagewebe wird nach und nach durch proliferierende mesenchymale Zellen und Gefäße ersetzt (Abb. 1.3).

Abb. 1.3. Revaskularisierung eines replantierten Zahnes mit offenem Foramen apicale. (a) Zustand unmittelbar nach Replantation, (b) Zustand nach vier Tagen, (c) Zustand nach vier Wochen (aus:

ANDREASEN JO, 1993).

(a) (b) (c)

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Vier bis fünf Wochen nach Transplantation: Die Revaskularisierung ist abgeschlossen (JOHNSON und BURICH 1979; SKOGLUND et al. 1978). Bei zufälligen End-zu-End- Anastomosen kann eine abgeschlossene Revaskularisierung schon nach einer Woche beobachtet werden. Der Erfolg ist dabei abhängig von der Größe der Kontaktfläche zwischen Pulpa und Parodontium. Dabei zeigen Zähne mit weitem Foramen apicale eine bessere Heilungstendenz als Zähne mit engem Foramen apicale (KRISTERSON und ANDREASEN 1984a).

1.5 Komplikationen nach Zahntransplantation

Während des chirurgischen Eingriffs und der nachfolgenden Einheilphase kann es zu Komplikationen kommen, die den Erfolg der Transplantation gefährden. Sehr wichtig ist das vorsichtige Entfernen des Transplantates aus der Entnahmestelle (FILIPPI 2008;

SCHLIEPHAKE und NEUKAM 1989,1990). Die Präsenz und Vitalität des Desmodonts auf autotransplantierten Zähnen ist für die parodontale Ausheilung von entscheidender Bedeutung. So führt die Entfernung, mechanische oder chemische Schädigung des Desmodonts auf den Transplantaten zu ausgeprägten pathologischen Wurzelresorptionsphänomenen, während das Fehlen des parodontalen Ligaments in der Alveole für die Heilung keine Beeinträchtigung darstellt (ANDREASEN 1981b). Eine Klassifizierung der verschiedenen Resorptionsformen erfolgte durch ANDREASEN und HJØRTING-HANSEN (1966a, b):

Oberflächenresorption:

Dieser Resorptionstyp ist das Ergebnis einer örtlich begrenzten Verletzung der inneren Schicht des Desmodonts und möglicherweise des Zementes, in dessen Folge es zu einem Angriff auf die Wurzeloberfläche durch Osteoklasten kommt (Abb. 1.4).

(20)

Abb. 1.4. Oberflächenresorption nach Transplantation. Links: Osteoklasten greifen die verletzte Wurzeloberfläche oberflächlich an. Rechts: Neues Zement mit eingelagerten kollagenen Faserbündeln wird in die Resorptionslakune abgelagert (aus: ANDREASEN JO, 1993).

Die Heilung erfolgt durch das angrenzende vitale Desmodont, die Resorptionshöhle wird dabei durch neues Zement ausgefüllt. Histologisch ist dieser Resorptionstyp eine Woche nach der Transplantation nachweisbar, während er röntgenologisch, aufgrund der sehr kleinen Resorptionsflächen, nur schwer nachzuweisen ist. Die Langzeitprognose des Transplantates bleibt durch die Oberflächenresorption unbeeinflusst (ANDREASEN 1993).

Entzündliche Resorption:

Auch hierbei kommt es zu einer Schädigung der inneren Schicht des parodontalen Ligaments und des Zementes und anschließend zu einem osteoklastischen Angriff auf die Wurzeloberfläche. Der Angriff bleibt aber nicht auf das Zement begrenzt, sondern setzt sich in das Dentin fort, in dessen Folge kommt es zu einer Freilegung von Dentintubuli (Abb. 1.5).

(21)

Abb. 1.5. Entzündliche Wurzelresorption. Links: Osteoklasten greifen die verletzte Wurzeloberfläche an, wodurch Dentinkanälchen freigelegt werden. Diese Kanälchen enthalten Bakterien oder führen zu Bakterien im Wurzelkanal. Rechts: Die Bakterien unterhalten die osteoklastische Aktivität und eine entzündliche Antwort (aus: ANDREASEN JO, 1993).

Erfolgt danach eine bakterielle Besiedlung der Resorptionslakunen durch eine infizierte Pulpa oder über das marginale Parodont, wird die Resorption durch den entzündlichen Stimulus aufrechterhalten und beschleunigt. Die bakterielle Infektion kann jedoch durch eine frühzeitig durchgeführte endodontische Behandlung ausgeschaltet werden, so dass die Resorption zum Stillstand kommt. Diese Form der Resorption findet sich häufiger bei juvenilen, unreifen Zähnen. Histologisch ist sie nach einer Woche nachweisbar, röntgenologisch zeichnet sie sich durch schalenförmige Kavitäten in der Wurzel und im angrenzenden Knochen aus. Die Langzeitprognose von Transplantaten wird durch diese Form der Resorption negativ beeinflusst.

Ersatzresorption oder Ankylose:

Hierbei kommt es zu einer umfangreichen Verletzung der inneren Schicht des parodontalen Ligaments und möglicherweise des Zementes, wie sie häufig auch nach traumatischen Luxationen zu finden sind (Abb. 1.6).

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Abb. 1.6. Ankylose. Links: Osteoklasten greifen nach Verletzung des zementnahen Anteils des parodontalen Ligaments die Wurzeloberfläche an. Rechts: Das Wundheilungsgewebe überbrückt den Desmodontalspalt mit Geflechtknochen (aus: ANDREASEN JO, 1993).

Die Heilung erfolgt durch den benachbarten Knochen, wodurch eine Ankylose entsteht.

Aufgrund des normalen Zyklus des Knochenumbaus wird der Zahn ein integrierter Teil dieses Systems und die Wurzel wird nach und nach durch Knochen ersetzt. Da dieser Prozess dem natürlichen Remodelling des übrigen Knochens im Körper unterliegt, verläuft er bei jugendlichen Patienten schneller als bei Erwachsenen. Es wird dabei zwischen einer permanenten und einer vorübergehenden Ersatzresorption unterschieden.

Die permanente Ersatzresorption baut die gesamte Wurzel in Knochen um, während bei der vorübergehenden Ersatzresorption benachbarte desmodontale Strukturen die Ankylose wieder aufheben. Histologisch kann diese Resorptionsform nach zwei Wochen nachgewiesen werden, röntgenologisch fällt anfangs eine Obliteration des Parodontalspaltes auf. Diese Resorptionsform kann zum Verlust des Transplantates führen (ANDREASEN 1993).

Während des Transplantationsvorganges kann es zu einer Schädigung der Hertwigschen Epithelscheide kommen. Sie befindet sich bei Zähnen mit nicht abgeschlossenem Wurzelwachstum im apikalen Bereich und stellt die Kontaktzone zwischen Pulpa und Parodont dar. Eine Verletzung oder Ablösung der Hertwigschen Epithelscheide von der Pulpenbasis führt in der Regel zu einer Unterbrechung des Wurzelwachstums (ANDREASEN et al. 1988). Eine Analyse der Untersuchung von ALVAREZ et al. (1968) zeigt, dass die Wurzelendlänge eines Transplantates 10 mm nicht unterschreiten sollte, um

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eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten. Eine geringere Wurzelendlänge führt wegen einer ungünstigen Kronen-Wurzel-Relation zu einem beträchtlichen Anstieg der Mobilität und damit zu einer eingeschränkten Funktion des Transplantates. In einigen Fällen kann ein Einwachsen von Alveolarknochen in den Wurzelkanal und die Ausbildung eines internen Desmodonts beobachtet werden (NORDENRAM 1963), wodurch häufig die natürliche Eruption verhindert wird (ANDREASEN 1988).

Ein wichtiger Aspekt für die ungestörte pulpale und parodontale Heilung, sowie für die Wurzelentwicklung, ist die Art und Dauer der Fixation des Transplantates in den ersten Tagen nach der Operation. Ein Transplantat, das zu oberflächlich in der Alveole eingebracht wurde, erfährt durch die Beeinträchtigung des Revaskularisationsprozesses der Pulpa eine massive Schädigung der Hertwigschen Epithelscheide, in dessen Folge es zu einem sofortigen Aussetzen des Wurzelwachstums kommen kann (KRISTERSON und ANDREASEN 1984b). Histologisch zeigt sich ein zelluläres Wurzelzement und Osteodentin im Sinne eines reparativen Vorgangs nach okklusalem Trauma (MONSOUR und ADKINS 1987). Eine starre Fixation des Transplantates mit Hilfe einer Draht- Kunststoff-Schiene bedingt ein häufigeres Auftreten von Ankylosen und Revaskularisationsstörungen der Pulpa (BAUSS et al. 2002b). Die funktionelle Fixation der Transplantate in Infraokklusion mit Hilfe einer Nahtligatur ermöglicht eine physiologische Beweglichkeit des Transplantates und damit eine Revaskularisation der Pulpa und eine funktionelle Ausbildung des Parodonts (ANDREASEN 1975;

KRISTERSON und ANDREASEN 1983).

Bei der Transplantation besteht die Gefahr einer bakteriellen Infektion des avaskulären Pulpengewebes, wobei die extraorale Manipulation des Transplantates, der Einschluss von Bakterien im Blutkoagulum und Bakterien, die entlang des Sulcus gingivae oder über exponiertes Dentin zur Pulpa gelangen, mögliche Infektionswege darstellen (CVEK et al.

1990a, b). Folge ist die sofortige Unterbrechung der Revaskularisation der Pulpa.

Allerdings kann nekrotisches Pulpengewebe lange Zeit ohne bakterielle Besiedlung und ohne Infektion bestehen (MÖLLER et al. 1981).

Nach einer Transplantation kommt es zu einer verstärkten Dentinbildung, was in der Regel zu einer vollständigen Obliteration der Pulpa führt (MONSOUR und ADKINS 1985, 1987). In einer Studie an transplantierten Affenzähnen konnte gezeigt werden, dass die mittlere tägliche Dentinablagerung 4µm erreicht. Dabei ist der koronale Anteil am

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stärksten betroffen. Histologisch ist die Bildung zellarmen Bindegewebes und zellhaltigen lamellären Osteodentins oder Zements feststellbar (ANDREASEN 1993).

1.6 Ziele der vorliegenden Untersuchung

Eine wichtige Voraussetzung für die erfolgreiche Transplantation eines dritten Molarenkeimes ist die Größe und Beschaffenheit des Transplantatlagers (ANDREASEN 1993; COHEN et al. 1995; HÜRZELER und QUIÑONES 1993; POGREL 1987).

Transplantationen in frische Extraktionsalveolen eines zuvor extrahierten nicht erhaltungswürdigen Zahnes bieten in der Regel eine ausreichende knöcherne Unterstützung für das Transplantat (APFEL 1954; HERNANDEZ und CUESTAS- CARNERO 1988; NORDENRAM 1963). Erfolgt die Transplantation kurze Zeit nach der Extraktion, so kommt es zu einer partiellen oder vollständigen Regeneration der Alveole.

In solchen Fällen kann mit Hilfe chirurgischer Fräsen ein suffizientes Transplantatlager geschaffen werden. Einige Autoren berichten über durchgeführte Transplantationen dieser Art (CONKLIN 1974; JOSEFSSON et al. 1999; KHOURY 1986), jedoch fehlt bislang eine statistische Auswertung der Erfolgsraten. Im Gegensatz zu den oben genannten Methoden zeigt sich bei einer Nichtanlage oder einem weit zurückliegenden Zahnverlust ein anderes Bild. In diesen Fällen zeigt der Kieferknochen im Bereich des Alveolarfortsatzes eine horizontale und vertikale Atrophie. Aufgrund der nicht ausreichenden knöchernen Unterstützung für das Transplantat ergibt sich hieraus eine Kontraindikation zur Transplantation (ANDREASEN 1993; BAUSS et al. 2002a;

COHEN et al. 1995; HÜRZELER und QUIÑONES 1993). Daher ist es in solchen Fällen zwingend erforderlich, mit augmentativen Verfahren vor der Transplantation oder durch zusätzliche chirurgische Maßnahmen während der Transplantation eine Verbesserung des Transplantatlagers zu erreichen. In Abhängigkeit vom Ausmaß der Alveolarfortsatzatrophie umfassen solche chirurgischen Maßnahmen die zusätzliche Transplantation von Knochen oder eine sagittale Osteotomie des Alveolarfortsatzes.

Bislang gibt es noch keine Untersuchungen bezüglich der parodontalen und pulpalen Heilung nach Einsatz dieser Operationsverfahren. Des Weiteren existieren auch noch keine Studien bezüglich des Einflusses dieser Operationsverfahren auf das postoperative Wurzelwachstum.

(25)

Ziel der vorliegenden Untersuchung war es daher, die Ergebnisse transplantierter dritter Molaren in frische Extraktionsalveolen mit den Ergebnissen nach Einsatz zusätzlicher chirurgischer Maßnahmen zur Verbesserung des Transplantatlagers zu vergleichen. Die Ergebnisse sollen dazu beitragen, die Erfolgsaussichten der Zahntransplantation bei Patienten mit einer Atrophie des Alveolarfortsatzes zu evaluieren. Damit soll die Frage beantwortet werden, ob die Transplantation dritter Molarenkeime eine empfehlenswerte Methode im kieferorthopädischen Lückenmanagement darstellt und ob sie eine Alternative zum implantologischen oder prothetischen Lückenschluss sein kann.

(26)

2 MATERIAL UND METHODE

2.1 Patientenkollektiv und Gruppeneinteilung

2.1.1 Patientenkollektiv

In diese Studie wurden 126 Patienten mit insgesamt 131 transplantierten Keimen dritter Molaren aufgenommen. Bei fünf dieser Patienten wurden je zwei Transplantationen durchgeführt. Das Durchschnittsalter der 84 weiblichen und 42 männlichen Patienten zum Zeitpunkt der Transplantation lag bei 17,6 Jahren (15,8 bis 20,3 Jahre). Die mittlere Nachbeobachtungszeit betrug 4,0 Jahre (1,0 bis 7,9 Jahre). Vor dem chirurgischen Eingriff wurden bei den Kandidaten für eine Zahntransplantation eine allgemeine und spezielle Anamnese erstellt. Dabei wurden nur Patienten mit einem guten gesundheitlichen Allgemeinzustand ohne Kontraindikationen für chirurgische Eingriffe für die weitere Behandlungsplanung berücksichtigt. Die Indikationen für eine Zahntransplantation waren ein frühzeitiger Verlust des ersten (n = 99) oder zweiten (n = 5) Molaren, sowie die Nichtanlage des zweiten Prämolaren (n = 27). Die Transplantationen bzw.

Nachuntersuchungen wurden an der Abteilung für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie des Klinikums Minden sowie in kieferorthopädischen und mund-, kiefer- und gesichts- chirurgischen Fachpraxen durchgeführt. Die Ethik-Kommission der MHH sah keine ethischen Bedenken gegenüber der Untersuchung.

2.1.2 Gruppeneinteilung

Alle Zähne der drei Studiengruppen wurden in bereits atrophierte Kieferabschnitte transplantiert. Zur Schaffung eines ausreichend dimensionierten knöchernen Transplantatlagers waren daher zusätzliche operative Maßnahmen erforderlich.

Entsprechend dem Einsatz dieser unterschiedlichen transplantationsbegleitenden Operationstechniken wurden die transplantierten dritten Molarenkeime in die Neoalveolen-, Knochentransplantat- und Osteotomiegruppe eingeteilt. Transplantate, welche direkt in frische Extraktionsalveolen transplantiert wurden und bei denen während der Transplantation keine zusätzlichen operativen Maßnahmen zur Optimierung des

(27)

Transplantatlagers erforderlich waren, bildeten die Kontrollgruppe. Die Auswahl der Operationsverfahren erfolgte in Abhängigkeit vom Knochenangebot im Bereich des Transplantatlagers. Vor Transplantation wurde eine gründliche klinische und radiologische Untersuchung des potentiellen Transplantatlagers durchgeführt. Als Grundlage der knöchernen Analyse der Empfangsstelle diente hierbei die von CAWOOD und HOWELL (1988) erstellte Klassifikation, in der die häufigsten Atrophieformen in zahnlosen Kieferabschnitten des Ober- und Unterkiefers beschrieben wurden.

2.2 Präoperative Analyse des Transplantatlagers und des Zahnkeimes

2.2.1 Präoperative Analyse des Transplantatlagers

Vor dem operativen Eingriff wurde eine umfangreiche klinische und röntgenologische Analyse des Transplantatlagers durchgeführt. Mit Hilfe einer Schieblehre wurden die mesio-distale und vestibulo-orale Ausdehnung der Empfangsstelle bestimmt. Die mesio- distale Breite des Transplantatlagers wurde dabei als der geringste Kronenabstand der beiden benachbarten Zähne definiert. Zur Bestimmung der vestibulo-oralen Dimension des Transplantatlagers wurden 2 mm vom gemessenen Wert, entsprechend der Dicke der bedeckenden Gingiva, subtrahiert. Für eine ausreichende knöcherne Unterstützung des Transplantates ist eine Mindeststärke der Außenkortikalis von 0,5 mm in allen Dimensionen erforderlich. Daher wurde ein weiterer Millimeter von der mesio-distalen und vestibulo-oralen Breite subtrahiert. Das vertikale Platzangebot wurde anhand von Röntgenaufnahmen abgeschätzt. Benachbarte Strukturen, wie der Nervus alveolaris inferior, das Foramen mentale und der Kieferhöhlenboden, wurden bei der Analyse ebenfalls berücksichtigt und in die Behandlungsplanung einbezogen (ANDREASEN 1993; HÖLTJE und SCHEUER 1991).

2.2.2 Präoperative Analyse des Zahnkeimes

Die präoperative Analyse des potentiellen Transplantates erfolgte anhand von aktuellen Röntgenaufnahmen. Beurteilt wurden hierbei die Lage des Zahnkeimes, die Größe und Form der Zahnkrone sowie Anzahl und Anatomie der Wurzeln. Weiterhin wurde mit Hilfe der Klassifizierung nach MOORREES et al. (1963) das Wurzelwachstumsstadium der

(28)

Zahnkeime bestimmt (Abb. 2.1). Zum Transplantationszeitpunkt befanden sich alle Zähne im Wurzelwachstumsstadium 3 (n = 57) bzw. 4 (n = 74), welches etwa ½ bis ¾ der zu erwartenden Wurzelendlänge entspricht.

Abb. 2.1. Wurzelwachstumsstadien nach MOORREES et al. (1963). Stadium 1: Keim mit beginnender Wurzelbildung. Stadium 2: Keim mit ¼ der zu erwartenden Wurzelendlänge. Stadium 3: Keim mit ½ der zu erwartenden Wurzelendlänge. Stadium 4: Keim mit ¾ der zu erwartenden Wurzelendlänge. Stadium 5:

Keim mit abgeschlossenem Wurzellängenwachstum und weit offenem Foramen apicale. Stadium 6:

Foramen apicale halb geschlossen. Stadium 7: Foramen apicale geschlossen.

2.3 Allgemeines operatives Vorgehen

Sämtliche Transplantationen wurden von einem erfahrenen Chirurgen in einer standardisierten Technik unter Lokalanästhesie durchgeführt. Vor Entnahme des Transplantates erfolgte die Präparation des Transplantatlagers. Um den Schaden am Zahnfollikel möglichst gering zu halten, wurde der Zahnkeim vorsichtig mit Hilfe von Meißeln und Fräsen chirurgisch freigelegt.

Nach Bildung eines Mukoperiostlappens erfolgten schmale Einschnitte in die vestibuläre Kortikalis, welche anschließend mit Hilfe eines Meißels mobilisiert und entfernt wurde. In einigen Fällen war es nötig, auch lingual bzw. palatinal Knochen zu entfernen. Nach der Entnahme des Transplantates wurde dieses in die Empfangsstelle eingesetzt. Zeigte sich dabei ein deutlicher Knochenkontakt, so wurde das Transplantat wieder entnommen und in physiologischer Kochsalzlösung bei Raumtemperatur zwischengelagert. Anschließend

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erfolgte die chirurgische Erweiterung des Transplantatbettes, bis eine optimale Kongruenz zwischen Transplantatwurzeln und Transplantatlager erzielt war. Bevor das Transplantat endgültig eingesetzt und fixiert wurde, erfolgte die Klassifizierung der Zahnkeime entsprechend ihrer Wurzelmorphologie in einwurzelige und mehrwurzelige Transplantate.

In 57 Fällen waren die transplantierten Keime einwurzelig und in 74 Fällen mehrwurzelig.

Danach wurde das Transplantat sorgfältig positioniert, der Mukoperiostlappen reponiert und vernäht. Vestibulo-orale Nähte stellten sicher, dass der zervikale Anteil des Lappens sicher am Transplantat adaptiert war. In Abhängigkeit vom Knochenangebot an der Empfangsstelle wurden die Transplantate in 1 bis 2,5 mm Infraokklusion mit einer okklusal überkreuzten Naht für 7 bis 10 Tage fixiert (Abb. 2.2). Das Ausmaß der Infraokklusion wurde mittels einer Schieblehre sofort nach der Transplantation auf 0,5 mm genau bestimmt. Dabei dienten die approximalen Randleisten der Transplantate und der benachbarten Zähne als Referenzpunkte.

Die Patienten wurden postoperativ mit 3 x 750 mg Amoxicillin für 7 Tage antibiotisch abgeschirmt. Zusätzlich wurde den Patienten als Ergänzung zu den normalen Mundhygienemaßnahmen Chlorhexidin (0,2 %) verschrieben. Sie wurden angewiesen, in der ersten postoperativen Woche zweimal täglich zu spülen (BAUSS et al. 2002b;

NORTHWAY und KONIGSBERG 1980).

Abb. 2.2. Fixation in 1 mm Infraokklusion mittels einer okklusal überkreuzten Naht.

(30)

2.4 Spezielle Operationsverfahren

2.4.1 Transplantation in eine frische Extraktionsalveole

Bei dieser Gruppe erfolgte die Transplantation in eine frische Extraktionsalveole unmittelbar nach Entfernung des nicht erhaltungswürdigen Zahnes, entsprechend einer Klasse II der Klassifikation nach CAWOOD und HOWELL (1988). Vor Transplantation wurde das Transplantatlager der Wurzelmorphologie des zu transplantierenden Zahnes angepasst. Bei zu kleinem Transplantatbett wurde dieses mittels Knochenfräsen unter Kühlung mit steriler Kochsalzlösung erweitert. Um einen direkten Kontakt zwischen Knochen und Transplantatwurzel zu vermeiden, war es in den meisten Fällen nötig, interradikuläre Septen mit einer Luerschen Zange zu entfernen (ANDREASEN et al.

1970; COHEN et al. 1995).

2.4.2 Transplantation in eine Neoalveole

Im Falle einer zurückliegenden Extraktion mit knöcherner Regeneration der Alveole, entsprechend einer Klasse III nach CAWOOD und HOWELL (1988), wurde chirurgisch eine neue Alveole (Neoalveole) präpariert. Im ersten Schritt erfolgte die Exzision der Gingiva an der geplanten Durchtrittsstelle im Durchmesser des Transplantates bzw. bei Transplantaten mit größerem vestibulo-oralem Durchmesser die Bildung eines vestibulär gestielten Mukoperiostlappens. Anschließend wurde die neue Alveole mittels Knochenfräsen und unter ständiger Kühlung mit steriler Kochsalzlösung geformt (Abb. 2.3). Die benötigte Größe des Transplantatbettes wurde anhand des letzten Röntgenbildes abgeschätzt und in allen Dimensionen etwa 2 mm größer präpariert als die Wurzel des zu transplantierenden Zahnes. Perforationen der oralen oder vestibulären Kortikalis wurden nach Möglichkeit vermieden (ANTHONY 1969; BAUSS et al. 2004;

KHOURY 1986; KRISTERSON 1985; LANG et al. 2003).

(31)

Abb. 2.3. Transplantation nach Präparation einer Neoalveole im rechten Unterkiefer. (a) Präoperativer Befund nach frühzeitigem Verlust des Zahnes 46. (b) Intraoperative Situation mit kompletter knöcherner Regeneration der Alveole. (c) Zustand nach Präparation der Neoalveole. (d) Postoperativer Befund nach Eingliederung des Transplantates.

2.4.3 Transplantation mit Knochentransplantaten

Im Falle einer hauptsächlich vertikalen Atrophie des Alveolarfortsatzes kamen freie Knochentransplantate aus dem Kieferwinkel oder dem Kinn zum Einsatz. Nach Entnahme wurden größere Knochentransplantate häufig in 2 bis 3 mm breite Streifen geschnitten.

Nach endgültiger Positionierung des Transplantates erfolgte die vestibuläre Auflagerung des Knochens, wobei die Knochenauflagerungen in der Regel auf die oberen zwei Drittel

(a) (b)

(c) (d)

(32)

der vestibulären Wurzeloberfläche des Keimes begrenzt waren (ANDREASEN et al.

1990a; BAUSS et al. 2004) (Abb. 2.4).

2.4.4 Transplantation mit sagittaler Osteotomie des Alveolarfortsatzes

Bei einer ausgeprägten horizontalen Atrophie des Alveolarfortsatzes, entsprechend einer Klasse IV nach CAWOOD und HOWELL (1988), wurde zur Verbreiterung des Transplantatlagers eine sagittale Osteotomie des Alveolarfortsatzes durchgeführt. Zuerst erfolgte eine Längsinzision auf dem Kieferkamm. Im Verlauf dieser Inzision wurde anschließend der Alveolarfortsatz mittels Lindemannfräsen gespalten und durch zwei vertikale Osteotomien in der vestibulären Hälfte eine Mobilisierung ermöglicht.

Abschließend wurde ein Meißel in den sagittalen Spalt eingeführt und die vestibuläre Lamelle des Alveolarfortsatzes wurde vorsichtig nach bukkal mobilisiert. Dabei wurde versucht, sämtliche Anteile des Alveolarfortsatzes am Mukoperiost gestielt zu belassen.

Abb. 2.4. Transplantation in den linken Unterkiefer in Verbindung mit freiem Knochentransplantat. (a) Intraoperativer Befund nach Eingliederung des Transplantates und ausgeprägter vertikaler Atrophie des Alveolarfortsatzes. (b) Auflagerung eines Knochentransplantates vom Kieferwinkel. (c) Z. n. plastischer Deckung des Operationsgebietes.

(a) (b)

(c)

(33)

2.5 Studiengruppen

2.5.1 Neoalveolengruppe

Diese Studiengruppe bestand aus 23 Patienten mit insgesamt 24 transplantierten dritten Molarenkeimen. Das Durchschnittsalter der Patienten zum Transplantationszeitpunkt betrug 17,9 Jahre. Die Indikationen zur Transplantation waren Nichtanlage eines Prämolaren (n = 11) und frühzeitiger Verlust eines ersten (n = 12) oder zweiten Molaren (n = 1). Der durchschnittliche Nachbeobachtungszeitraum betrug 3,9 Jahre. Alle Transplantate befanden sich in den Wurzelwachstumsstadien 3 oder 4. Zehn der Transplantate waren einwurzelig, 14 waren mehrwurzelig. In 17 Fällen wurden Oberkiefermolaren innerhalb des Oberkiefers oder in den Unterkiefer transplantiert, in sieben Fällen erfolgte die Transplantation innerhalb des Unterkiefers. Die durchschnittliche postoperative Infraokklusion betrug 1,8 mm (Tab. 2.1 bis 2.4).

2.5.2 Knochentransplantatgruppe

Diese Studiengruppe bestand aus 25 Patienten bei denen insgesamt 27 dritte Molarenkeimen transplantiert worden waren. Das Durchschnittsalter der Patienten zum Transplantationszeitpunkt betrug 17,7 Jahre. Die Indikationen zur Transplantation waren die Nichtanlage eines Prämolaren (n = 6) und der frühzeitige Verlust eines ersten (n = 20) oder zweiten Molaren (n = 1). Der durchschnittliche Nachbeobachtungszeitraum betrug 3,7 Jahre. Alle Transplantate befanden sich im Wurzelwachstumsstadium 3 oder 4. Elf Transplantate waren einwurzelig, 16 waren mehrwurzelig. In 14 Fällen wurden Oberkiefermolaren innerhalb des Oberkiefers oder in den Unterkiefer transplantiert, in 13 Fällen erfolgte die Transplantation innerhalb des Unterkiefers. Die durchschnittliche postoperative Infraokklusion betrug 1,7 mm (Tab. 2.1 bis 2.4).

2.5.3 Osteotomiegruppe

Diese Studiengruppe bestand aus 33 Patienten mit insgesamt 34 transplantierten dritten Molarenkeimen. Das Durchschnittsalter der Patienten zum Transplantationszeitpunkt betrug 17,8 Jahre. Die Indikationen zur Transplantation waren in zehn Fällen die

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Nichtanlage eines Prämolaren und in 24 Fällen der frühzeitige Verlust eines ersten Molaren. Der durchschnittliche Nachbeobachtungszeitraum betrug 3,9 Jahre. Alle Transplantate befanden sich in den Wurzelwachstumsstadien 3 oder 4. 14 der Transplantate waren einwurzelig, 20 waren mehrwurzelig. In 23 Fällen wurden Oberkiefermolaren innerhalb des Oberkiefers oder in den Unterkiefer transplantiert, in elf Fällen erfolgte die Transplantation innerhalb des Unterkiefers. Die durchschnittliche postoperative Infraokklusion betrug 2,0 mm (Tab. 2.1 bis 2.4).

Tabelle 2.1. Anzahl und Verteilung der Transplantate nach Studiengruppen, Geschlecht und Durchschnittsalter zum Transplantationszeitpunkt.

Studiengruppen Transplantierte

Zähne (n)

Geschlecht

Männlich Weiblich Durchschnittsalter

Neoalveole 24 7 16 17,9 (16,5-20,3)

Knochentransplantat 27 9 16 17,7 (16,5-20,1)

Osteotomie 34 11 22 17,8 (16,3-20,0)

Gesamt 85 27 54 17,8 (16,3-20,3)

Tabelle 2.2. Durchschnittlicher Nachuntersuchungszeitraum und durchschnittliche postoperative Infraokklusion in mm in den einzelnen Studiengruppen.

Studiengruppen Durchschnittlicher

Untersuchungszeitraum

Durchschnittliche Infraokklusion

Neoalveole 3,9 (1,0-7,5) 1,8 (1,0-2,5)

Knochentransplantat 3,7 (1,5-6,9) 1,7 (1,0-2,0)

Osteotomie 3,9 (1,5-7,2) 2,0 (1,0-2,5)

Gesamt 3,8 (1,0-7,5) 1,9 (1,0- 2,5)

(35)

Tabelle 2.3. Anzahl und Verteilung der Transplantate nach Wurzelwachstumsstadium und Wurzelmorphologie in den einzelnen Studiengruppen.

Studiengruppen Wachstumsstadium

Stadium 3 Stadium 4

Wurzelmorphologie Einwurzelig Mehrwurzelig Neoalveole 10 14 10 14 Knochentransplantat 11 16 11 16 Osteotomie 16 18 14 20 Gesamt 37 48 35 50

Tabelle 2.4. Anzahl und Verteilung der Transplantate nach Entnahme- und Empfangsstelle in den einzelnen Studiengruppen.

Entnahme- und Empfangsstelle Studiengruppen

OK in OK OK in UK UK in UK

Neoalveole 9 8 7

Knochentransplantat 8 6 13

Osteotomie 12 11 11

Gesamt 29 25 31

OK in OK: Dritter Molar des Oberkiefers in den Oberkiefer. OK in UK: Dritter Molar des Oberkiefers in den Unterkiefer. UK in UK: Dritter Molar des Unterkiefers in den Unterkiefer.

2.6 Kontrollgruppe

Die Kontrollgruppe bestand aus 45 Patienten mit insgesamt 46 transplantierten dritten Molarenkeimen. Das Durchschnittsalter der 30 weiblichen und 15 männlichen Patienten zum Transplantationszeitpunkt lag bei 17,4 Jahren (15,8 bis 19,7 Jahre). Die Indikationen zur Transplantation waren Nichterhaltungswürdigkeit eines ersten (n = 43) oder zweiten Molaren (n = 3). Der durchschnittliche Nachbeobachtungszeitraum betrug 4,3 Jahre (1,0 bis 7,9 Jahre). Alle Transplantate befanden sich in den Wurzelwachstumsstadien 3 oder 4.

20 Transplantate befanden sich im Stadium 3 und 26 im Stadium 4. 22 der Transplantate

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waren einwurzelig, 24 waren mehrwurzelig. In zwölf Fällen wurden Oberkiefermolaren innerhalb des Oberkiefers und in 14 Fällen in den Unterkiefer transplantiert, in 20 Fällen erfolgte die Transplantation innerhalb des Unterkiefers. Die durchschnittliche postoperative Infraokklusion betrug 1,5 mm (1,0 bis 2,0 mm).

2.7 Postoperative Nachuntersuchung

Die erste postoperative Kontrolle wurde nach drei Tagen durchgeführt. Die Entfernung der Wundnähte und der okklusalen Schienungsnaht erfolgte nach sieben bis zehn Tagen.

Regelmäßige Nachuntersuchungen fanden anschließend jeweils nach 1, 3, 6, 9 und 12 Monaten statt. Danach wurden die Patienten bis zur Endkontrolle in jährlichen Abständen untersucht. Alle Kontrolluntersuchungen wurden mittels eines standardisierten Protokolls vorgenommen und beinhalteten eine klinische und röntgenologische Begutachtung der parodontalen und pulpalen Verhältnisse sowie der weiteren Entwicklung der Wurzellänge.

2.7.1 Untersuchung der parodontalen Verhältnisse

Die klinische Untersuchung beinhaltete die Bestimmung der Transplantatmobilität, eine Perkussionstestung, die Messung der Sondierungstiefen sowie die Bestimmung des BOP- Index (Bleeding On Probing) und des Plaque-Index. Die Messung der Sondierungstiefen sowie die Bestimmung des BOP-Index und des Plaque-Index erfolgten zusätzlich an den entsprechenden Zähnen der kontralateralen Seite.

Transplantatmobilität

Die Mobilität des Transplantates wurde auf einer Skala von 0 bis 3 bewertet.

Mobilitätsgrad 0 entsprach dabei einer physiologischen Mobilität, die Grade 1 bis 3 beinhalteten eine zunehmende Mobilität des Transplantates (ANDREASEN et al. 1990a).

(37)

Mobilitätsgrad 0: physiologische Mobilität des Transplantates

Mobilitätsgrad 1: abnorme horizontale Mobilität von nicht mehr als 1 mm Mobilitätsgrad 2: abnorme horizontale Mobilität von mehr als 1 mm

Mobilitätsgrad 3: abnorme horizontale Mobilität von mehr als 1 mm und zusätzlich axiale Mobilität

Perkussionstest

Der Perkussionsklang wurde in zwei Kategorien eingeteilt: physiologischer und metallischer Perkussionsklang. Dabei galt ein metallischer Klang als Zeichen einer Ankylose des transplantierten Zahnes (ANDREASEN 1993).

Sondierungstiefen

Die Sondierungstiefen wurden bei allen Transplantaten an sechs Stellen ermittelt (mesiobukkal, bukkal, distobukkal, distolingual, lingual, mesiolingual). Die Messung erfolgte mit einer Parodontalsonde (UNC 15, Hu-Friedy, Leimen) auf einen Millimeter genau. Um die parodontale Einheilung nicht zu stören, wurden die Sondierungstiefen erst ab dem Nachuntersuchungstermin nach 3 Monaten bestimmt. Sondierungstiefen bis 3 mm wurden als physiologisch eingestuft, Sondierungstiefen über 3 mm galten als pathologisch (NETHANDER 1994).

BOP-Index

Nach Sondierung des Sulkus und einer Wartezeit von einer Minute wurden mögliche Blutungen an folgenden Transplantatflächen dokumentiert: mesiolingual, distolingual, mesiobukkal, distobukkal. Der BOP-Index stellte dabei den Anteil der Transplantatflächen mit Blutungszeichen an der Gesamtzahl der untersuchten Flächen dar. Erhöhte Werte wurden als Zeichen einer vorhandenen Gingivitis oder Parodontitis gewertet (GREENSTEIN 1984; JOSS et al. 1994; LANG et al. 1990; LINDHE 1989; NEWBRUN 1996). Es wurde folgende Einteilung der Schweregrade vorgenommen:

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0 = keine Blutung

0,25 = Blutung an einer der vier untersuchten Stellen 0,5 = Blutung an zwei der vier untersuchten Stellen 0,75 = Blutung an drei der vier untersuchten Stellen 1,0 = Blutung an allen vier untersuchten Stellen

Plaque-Index

Der Plaque-Index wurde ebenfalls an den mesiolingualen, distolingualen, mesiobukkalen und distobukkalen Flächen bestimmt. Der Plaque-Index gab den Anteil der Transplantatflächen mit Plaqueanlagerung an der Gesamtzahl der untersuchten Flächen wieder (LINDHE 1989; NETHANDER 1994). Die Plaqueanlagerungen wurden nach relativer Trockenlegung mittels einer Sonde und optischer Kontrolle in folgende Kategorien eingeteilt:

0 = keine Plaque

0,25 = Plaque an einer der vier Flächen 0,50 = Plaque an zwei der vier Flächen 0,75 = Plaque an drei der vier Flächen 1,0 = Plaque an allen vier Flächen

Die radiologische Untersuchung der parodontalen Verhältnisse wurde mit Hilfe von Panoramaschichtaufnahmen und Zahnfilmaufnahmen vorgenommen. Die Untersuchungen dienten dabei dem Nachweis von Ankylosen, entzündlichen Wurzelresorptionen oder periapikalen Aufhellungen. Die Einteilung der Wurzelresorptionen erfolgte gemäß den Angaben von ANDREASEN und HJØRTING-HANSEN (1966a, b):

1. Entzündliche Wurzelresorption: Nachweis von klein- bis großflächigen Resorptionslakunen auf der Wurzeloberfläche und von Resorptionsvorgängen am angrenzenden Knochen im Sinne einer radiologischen Aufhellung (Abb. 2.5).

2. Ankylose: Fehlender Nachweis eines Parodontalspaltes mit fortschreitender Resorption der Wurzel ohne erkennbare Aufhellung (Ersatzresorption) (Abb. 2.6).

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Abb. 2.5. Entzündliche Wurzelresorption eines Transplantates in den linken Oberkiefer. (a) Postoperativer Befund 4 Wochen nach Transplantation. (b) Erste Anzeichen einer entzündlichen Wurzelresorption 6 Monate nach Transplantation. (c) Fortschreitende Resorption der Wurzel ein Jahr nach Transplantation.

Es wurde zwischen einer partiellen und einer vollständigen parodontalen Heilung unterschieden. Bei der partiellen Heilung war der Parodontalspalt nur teilweise röntgenologisch sichtbar, während bei der vollständigen Heilung der Parodontalspalt die

Abb. 2.6. Ankylose eines Transplantates im linken Unterkiefer. (a) Klinische Situation präoperativ mit nicht erhaltungs- würdigem Zahn 37. (b) Situation 9 Monate postoperativ. Parodontalspalt nur teilweise sichtbar. (c) Situation 1,9 Jahre postoperativ. Parodontalspalt nicht mehr sichtbar und Ersatzresorption der Wurzel.