Subantroskopisch Laterobasale Sinusbodenaugmentation(SALSA)Tissue EngineeringChirurgische Empfehlungen für die EinzelzahnlückePatienteneinstellung zu dentalen ImplantatenBerechnung von chirurgischen Maßnahmen

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DP AG P ostver triebsstück – Entgelt

bezahlt – 57439 – Hef t4/2003

Deutscher Ärzte-V erlag GmbH – Postf

ach 40 02 65 – 50832 Köln

Themen

Subantroskopisch Laterobasale Sinusbodenaugmentation (SALSA)

Tissue Engineering

Chirurgische Empfehlungen für die Einzelzahnlücke Patienteneinstellung zu dentalen Implantaten

Berechnung von chirurgischen Maßnahmen

Herausgeber/Editor

Deutsche Gesellschaft und/and

für Implantologie Deutsche Gesellschaft im Zahn-, Mund- und für Zahn-, Mund-, Kieferbereich e.V. und Kieferheilkunde e.V.

Zeitschrift für Zahnärztliche Implantologie 4/2003

JDI Journal of Dental Implantology

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Editorial 205

Liebe Kolleginnen und Kollegen,

der erste Jahrgang der „runderneuerten“ zzi ist ausge- liefert und sicher haben alle die positiven Veränderungen bemerkt. Es ist aber jetzt ein guter Zeitpunkt, eine erste sicher noch vorläufige Bilanz zu ziehen und es gilt zu überprüfen, ob die Neuerungen sinnvoll waren und ob es noch andere Ansätze gibt, durch weitere Verbesserungen oder neue Angebote die Attraktivität unserer Zeitschrift für alle Mitglieder zu steigern.

Positiv ist ganz sicher, dass es gelungen ist, allen DGI- Mitgliedern diese Zeitschrift ohne zusätzliche Kosten (im Mitgliedbeitrag enthalten) zur Fortbildung und Informa- tion regelmäßig zur Verfügung zu stellen. Mit einer Aufla- ge von über 4000 Heften wurde eine breite implantologische Informationsplattform geschaffen und gleichzeitig die Attraktivität der Zeitschrift als Werbungsträger gestei- gert, so dass zurzeit auch eine gesunde Finanzierungs- grundlage besteht. Trotzdem wurde die Werbung deutlich erkennbar vom Informationsteil getrennt, aber mit klarer Information über Neuentwicklungen und über Bewährtes für die Kollegenschaft dargestellt.

Positiv ist, dass die Anzahl der wissenschaftlichen Bei- träge zugenommen hat, obwohl wir weiter auf rege Publi- kationen besonders der jungen Kolleginnen und Kollegen hoffen, die auch in einem überwiegend deutschsprachigen Journal publizieren, das (noch) nicht mit hohem Impact- Factor-Ranking versehen ist. Die Zitierfähigkeit wurde durch die Stichwort-Recherche (www.zahnheilkunde.de) und durch die Import-Funktion in die Literaturverzeich- nisse deutlich erleichtert. Es wurde der Import und Export für die gängigen Literaturverwaltungsprogramme (z. B.:

EndNote, RefrenceManager) etabliert, die das Zitieren von Beiträgen der Zeitschrift und das Publizieren in der Zeit- schrift deutlich erleichtern.

Positiv ist, dass Beiträge aus der Praxis wertvolle Hin- weise und gelegentlich auch Anlass zur Diskussion bieten.

Jedoch auch hier wünscht sich die Redaktion noch mehr Engagement der Mitglieder, ihre Erfahrungen und Ideen ohne den Zwang der Formalien einer wissenschaftlichen Orginalarbeit zu publizieren.

Positiv ist sicher auch, dass Berichte aus dem „Vereins- leben“ und insbesondere auch aus den Landesverbänden in der Zeitschrift ihren Platz finden, und die sehr regen Fort- bildungstätigkeiten in unserer DGI regional wie überregio- nal dokumentiert und Trends ausgetauscht werden können.

Man kann sehen, was die „anderen“ im hohen Norden oder im tiefen Süden oder im Osten bzw. Westen machen.

Was könnten wir verbessern? Was sind unsere Projekte für den neuen Jahrgang 2004?

Wir wollen die vielen Anfragen auf der Internet-Seite der DGI in Form von allgemeinen Informationen – soweit wis- senschaftliche Untersuchungen bestehen – für alle nutzbar beantworten (z. B. welchen Einfluss hat ASS auf die Osseo- integration?). Zentrale, eher grundsätzliche Fragen können dabei durchaus zu Stellungnahmen (Statements) der Gesellschaft werden, auf die man sich beziehen kann. Das ist sicher hilfreich, aber Arbeit für die Redaktion; im nächs- ten Heft beginnen wir damit. Wir hoffen natürlich auf kritische Resonanz und viele Leserzuschriften.

Mit Unterstützung des Verlages wird es uns im nächsten Jahr auch gelingen, eine internetbasierte unbürokratische Abfrage von Fortbildungsinhalten der Artikel zu etablieren, die mit zusätzlichen Fortbildungspunkten belohnt wird.

Diese Punkte werden nirgendwo registriert oder kontrolliert, sondern können zur Eigenverwendung bei richtiger Beantwortung selbst als Beleg ausgedruckt, gesammelt und ggf. genutzt werden. Auch dieser Service ist für alle Mitglieder kostenfrei. Für Nichtmitglieder oder bei postali- scher Teilnahme müssen Gebühren zur Deckung des entste- henden Verwaltungsaufwandes erhoben werden. Wir setzen auf positive Anreize und das freiwilliges Engagement unserer Kollegenschaft statt ineffektiver Zwangsfortbildung und Kontrolle.

Die Bilanz des erten Jahres ist sicher positiv und wir werden weiter Verbesserungen anstreben. Dazu wünschen wir uns aus der Wissenschaft aber auch insbesondere aus der Praxis noch mehr Beiträge, große oder kleine und ger- ne kritische aber auch positive Anmerkungen, die uns auf unserem Weg zu einem noch besseren Angebot im nächs- ten Jahr begleiten, für das wir schon jetzt allen Mitglie- dern Gesundheit und Glück wünschen..

Dr. Sebastian Schmidingerund Prof. Dr. Dr. Wilfried Wagner

(3)

inhalt/contents 206

Organ der DGI

Official Organ of the DGI Herausgeber/Editor Deutsche Gesellschaft für Implantologie im Zahn-, Mund- und Kieferbereich e.V.

und/and

Deutsche Gesellschaft für Zahn-, Mund-, und Kieferheilkunde e.V.

Schriftleitung/

Managering Editors Prof. Dr. Dr. Wilfried Wagner Dr. Sebastian Schmidinger Koordination/

Coordination Dr. Nadja Mey Irmingard Dey Beirat/

Advisors

Prof. Dr. J. Becker, Düsseldorf Prof. Dr. N. Behneke, Mainz

Prof. Dr. Dr. K. Donath, Rödinghausen Dr. H. Duelund, Passau

Prof. Dr. U. M. Gross, Berlin Dr. Dr. D. Haessler, Oppenheim Prof. Dr. B. d’Hoedt, Mainz Prof. Dr. Th. Kerschbaum, Köln Prof. Dr. G.-H. Nentwig, Frankfurt Prof. Dr. Dr. F. W. Neukam, Erlangen Prof. Dr. E.-J. Richter, Würzburg Dr. M. Schlee, Forchheim Prof. Dr. W. Schulte, Tübingen Prof. Dr. Dr. P. Tetsch, Münster Prof. Dr. G. Watzek, Wien

Dieselstraße 2, 50859 Köln Postfach/P.O. Box 40 02 54, 50832 Köln

Telefon/Phone: (0 22 34)70 11-0 www.aerzteverlag.de

in Kooperation mit

JDI Journal of Dental Implantology

Editorial / Editorial 205

Originalbeiträge / Original Studies W. Engelke, T. Repetto

3D-navigierte Kavitätenpräparation im Rahmen der Subantroskopisch Latero- basalen Sinusbodenaugmentation (SALSA) – Ein vorläufiger Methodenbericht 3D-navigation of implant cavities during subantroscopic latersobasal

sinus floor augmentation. A preliminary report of a new method. 210 R. Ewers, D. Turhani, C. B. Item, D. Kapral, D. Thurnher, B. Cvikl,

M. Weißenböck, B. M. Erovic, G. Lauer

„Bioengineered Knochen-Produktion“ – Aktuelle Anwendungen des Tissue Engineering in der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie

„Bioengineered Bone-Production“ – Present Application of Tissue

Engineering in maxillofacial surgery 216

G. Gómez-Román

Flap Methods and Implant Positioning. Surgical Recommendations for the Singel tooth Gap

Schnittführung und Implantatpositionierung – chirurgische

Empfehlungen für die Einzelzahnlücke 222

A. G. Leick, D. P. Dahl, G.-H. Nentwig

Patienteneinstellung zu dentalen Implantaten – eine klinische evaluative Studie

Patients’ attitude towards dental implants – a clinical evaluative study 228

Aus der Praxis für die Praxis / From Practitioner to Practitioner G. Oechtering

Berechnung von chirurgischen Maßnahmen im Zusammenhang

mit Implantatversorgungen 236

S. Schmidingern

Was wissen wir, was meinen wir, was setzen wir um? 242 R. M. Palmer, L. C. Howe, P. J. Palmer

Eine klinische Studie festsitzender Brücken bei Verbindung von

Implantaten und natürlichen Zähnen 249

H. D. Schwertfeger, R. Selke-Lodhia

Langzeitdokumentation über 15 Jahre bei einer Klasse III (aggressive Par. prof.)-Parodontitis-Patientin: Von der rein fest sitzenden (1998) zur kombinierten Sanierung mittels Implantaten

im Unterkiefer und stable base appliances in beiden Kiefern 251

DGI-Nachrichten / DGI-News

Aus der Berufspolitik 262

Erfolgreiche Innovation: DGI-Sommerakademie 264

„Am liebsten hätte ich meine Praxis verkauft …“ 265 Das „Curriculum Implantologie“: ein Erfolgsmodell 266

Berichte aus den Landesverbänden /Reports of the Regional Associations Konzepte und Perspektiven in der Implantologie 260

Weltpresse / World Press 234

Tagungskalender / Meetings 208

Buchbesprechungen /Book Reviews 233, 262

Industrie und Handel / Industry and Trade 256, 258

Impressum / Imprint 268

Weitere Informationen zur Zahnheilkunde sowie die ausführlichen Autorenrichtlinien finden Sie im Internet unter www.zahnheilkunde.de

www.zahnheilkunde.de

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Dezember 2003

Bayerischer Landesverband Implantologie – BLI Arbeitskreis Implantologie Starnberg – Weilheim – Fürstenfeldbruck – Gründungs- veranstaltung

Termin: 03.12.2003, 19 Uhr Thema:Was wissen wir – was meinen wir zu wissen?

Referent:Dr. Sebastian Schmidinger, Seefeld

Ort:Privatklinik Dr. Schindlbeck, Seestraße 43, 82211 Herrsching Unkostenbeitrag:DGI/BLI-Mitglieder kostenfrei, Nichtmitglieder 30,– € Anmeldung: Sekretariat des BLI, Martina Schickedanz, c/o Praxis Dr. Schmidinger, Hauptstraße 26, 82229 Seefeld, Fax: 08152 – 981089 E-Mail: praxis@dr-schmidinger.de Arbeitskreis Implantologie Erding – Freising – Landshut – Ingolstadt

Termin: 03.12.2003, 19 Uhr Thema:10 Jahre Dokumentation mit dem Astra Implantat System – klinische Erfahrungen

Referent:OA Dr. Steveling, Heidelberg Ort:Pressezentrum im Forum M am Flughafen München

Unkostenbeitrag:DGI/BLI-Mitglieder kostenfrei, Nichtmitglieder 30,– € Anmeldung:Dr. Martin Schubert, Erdinger Str. 32, 85366 Freising, Fax: 08161 – 82121

Arbeitskreis Implantologie Regensburg

Termin: 10.12.2003, Auskunft/Anmeldung:

Dr. U. Zimmermann, Schopperplatz 5, 93059 Regensburg,

Fax: 0941 – 893131

Nordeutscher Landesverband Implantologie – NLI Fortbildungsveranstaltung Termin: 03.12.03, 19 Uhr Thema:Der erfolgreiche Weg in die Implantologie

Referent:Dr. A. Kirsch, Filderstadt Auskunft:Dr. Schönrock, Neuer Wall 72, 20354 Hamburg Mobil: 0172 902 2028;

E-Mail: info@dr-schoenrock.de Homepage: www.nli-dgi.de Fax: 040-607 511 90;

Januar 2004

Bayerischer Landesverband Implantologie – BLI Arbeitskreis Implantologie Regensburg

Termin: 14.01.2004 Auskunft/Anmeldung:

Dr. U. Zimmermann, Schopperplatz 5, 93059 Regensburg,

Fax: 0941 – 893131

Arbeitskreis Implantologie München

Termin: 28.01.2004, 19 Uhr Thema:Neue Therapiekonzepte zur Verkürzung der Behandlungszeit Referent:Drs. Bolz, Wachtel, Fuhr München

Ort:Hörsaal der Klinik für MKG- Chirurgie, Lindwurmstr. 2a, 80337 München

Anmeldung:Sekretariat des BLI, Martina Schickedanz, Fax: 08152 – 981089

E-Mail: praxis@dr-schmidinger.de

Februar 2004

Bayerischer Landesverband Implantologie – BLI Arbeitskreis Implantologie Chiemgau

- Gründungsveranstaltung Termin: 04.02.2003, 19 Uhr

Thema:Was wissen wir – was meinen wir zu wissen?

Referent: Dr. Sebastian Schmidinger, Seefeld

Unkostenbeitrag: DGI/BLI-Mitglieder kostenfrei, Nichtmitglieder 30,– € Anmeldung/Auskunft: Sekretariat des BLI, Martina Schickedanz, c/o Praxis Dr. Schmidinger, Hauptstraße 26, 82229 Seefeld, Fax: 08152 – 981089 E-Mail: praxis@dr-schmidinger.de

März 2004

Bayerischer Landesverband Implantologie – BLI Arbeitskreis Implantologie München

Termin: 24.03.2004

Unkostenbeitrag: DGI/BLI-Mitglieder kostenfrei, Nichtmitglieder 30,– € Anmeldung/Auskunft: Sekretariat des BLI, Martina Schickedanz, c/o Praxis Dr. Schmidinger, Hauptstraße 26, 82229 Seefeld, Fax: 08152 – 981089 E-Mail: praxis@dr-schmidinger.de 3. Jahrestagung des Nordrhein- westfälischen Landesverbandes für Implantologie (NRWI) Termin: 27.03.2004

Thema: Medizinischer Fortschritt und klinische Relevanz

Ort: Dorint Kongress Hotel, Köln Auskunft: Congress-Partner, Frau Behr, Boyenstr. 41, 10115 Berlin, Tel.: 030 – 20 45 00 41, Fax: 030 – 20 45 00 42, E-Mail: behr@cpb.de

April 2004

8. Jahrestagung des BBI Termin: 24.04.2004

Thema: Implantate und Knochen – sein Auf-, Um-, und Abbau. Offene Fragen in Forschung und Klinik.

Ort: Zahnklinik der freien Universität Berlin

Auskunft: Prof. Dr. Dr. Volker Strunz;

Hohenzollerndamm 28a;

10713 Berlin; Tel.: 030 – 86 09 87-0;

Fax: 030 – 86 09 87-19

Mai 2004

4. Regionaltagung des Bayerischen Landesverbandes Implantologie – BLI Termin: 07.05. – 08.05.2004 Ort: Augsburg

Thema: Implantate – was sonst?

Juni 2004

Termin: 16.06.2004

Unkostenbeitrag: DGI/BLI-Mitglieder kostenfrei, Nichtmitglieder 30,– € Anmeldung/Auskunft: Sekretariat des BLI, Martina Schickedanz, c/o Praxis Dr. Schmidinger, Hauptstraße 26, 82229 Seefeld, Fax: 08152 – 981089

Juli 2004

Bayerischer Landesverband Implantologie – BLI Arbeitskreis Implantologie Starnberg – Weilheim – Fürstenfeldbruck Termin: 14.07.2004

Unkostenbeitrag: DGI/BLI-Mitglieder kostenfrei, Nichtmitglieder 30,– € Anmeldung/Auskunft: Sekretariat des BLI, Martina Schickedanz, c/o Praxis Dr. Schmidinger, Hauptstraße 26, 82229 Seefeld,

Fax: 08152 – 981089

September 2004

Termin: 22.09.2004

Unkostenbeitrag: DGI/BLI-Mitglieder kostenfrei, Nichtmitglieder 30,– € Anmeldung/Auskunft: Sekretariat

Tagungskalender/Meetings 208

Ein OPT aus 1986:

Zustand nach parodontaler Sanierung vor kronen-brücken- prothetischer Rehabilitation.

Beitrag H.D. Schwertfeger, R. Selke-Lodhia: Seite 251

Schematische Darstel- lung des Subantralrau- mes mit Endoskop in situ.

Beitrag W. Engelke, T.

Repetto: Seite 210

TAGUNGSKALENDER

Veranstaltungen der DGI

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Titelseitenhinweis:

Links: Die Implantatkontur überschreitet nur leicht die ästhetische Grenzlinie.

Trotzdem kann die ästhetische Beeinträchtigung erheblich sein.

Rechts: Die rote Linie verbindet die fazialen Zervikalflächen der Nachbarzähne der Einzelzahnlücke. Diese Linie stellt

die faziale Begrenzung während der Implantation dar und wird deshalb

„Ästhetische Grenzlinie“ genannt. Die grüne Linie verläuft parallel zur ästheti- schen Grenzlinie in 1 mm Abstand.

Beitrag G. Gómez-Román: Seite 222

des BLI, Martina Schickedanz, c/o Praxis Dr. Schmidinger, Hauptstraße 26, 82229 Seefeld, Fax: 08152 – 981089

Oktober 2004

Bayerischer Landesverband Implantologie – BLI Arbeitskreis Implantologie Starnberg – Weilheim – Fürstenfeldbruck Termin: 13.10.2004

November 2004

Bayerischer Landesverband Implantologie – BLI Arbeitskreis Impantologie München

Termin: 14.11.2004

Dezember 2004

3. Gemeinschaftstagung der SGI / DGI / ÖGI

Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Implantologie Termin: 02.12. – 04.12.2004 Thema: Timing in der Implantologie Ort: Bern, Allegro Grand Casino Kursaal

Auskunft: Prof. Buser, Bern;

Tel.: 0041 – 31 – 632 25 55;

Fax: 0041 – 31 – 382 46 09

Dezember 2003

Gemeinschaftstagung der Deutschen Gesellschaft für Parodontologie (DGP), der Österreichischen Gesellschaft für Parodontologie (ÖGP) und der Austrian Association of Periodontal Research (AAPR) Termin: 05.12. – 6.12.2003 Thema:Vienna Perio 2003:

Parodontale Regeneration – eine Standortbestimmung

Ort:Wien

Auskunft:Deutsche Gesellschaft für Parodontologie, Hausanschrift:

Theodor-Heuss Platz 4, 93051 Regensburg, Postanschrift:

Postfach 10 08 16, 93008 Regens- burg, Tel.: 0941 – 9427990, Fax: 0941 – 94279922, E-Mail: dgparo@t-online.de

Januar 2004

36. Jahrestagung der Arbeits- gemeinschaft für Grundlagen- forschung

Termin: 15.01. – 16.01.2004 Thema:„Biomaterialien – Ober- flächen – Adhäsion“

Ort:Mainz

Informationen:www.dgzmk.de

März 2004

19. Karlsruher Konferenz Termin: 26.03. – 27.03.2004 Ort: Karlsruhe

Auskunft: Prof. Dr. M. Heners, Akademie für Zahnärztl. Fortbildung, Sophienstr. 41, 76133 Karlsruhe, Tel.: 0721 – 9181200, Fax: 0721 – 9181299,

E-Mail: fortbildung@za-karlsruhe.de

Mai 2004

Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Zahnärztliche Prothetik und Werkstoffkunde Termin: 13.05. – 16.05.2004 Ort: Kieler Schloss

Auskunft: mkern@proth.uni-kiel;

www.dgzpw.de/

7th World Biomaterials Congress

Termin: 17.05. – 21.05.2004 Ort: Sydney Convention & Exhibition Centre, Darling Harbour, Sydney, Australia

Auskunft:

www.tourhosts.com.au/biomaterials Jahrestagung Arbeitsgemein- schaft für Kieferchirurgie Termin: 20.05. – 22.05.2004 Thema: „Ästhetik – Maßstab kiefer- chirurgischer Eingriffe“

Informationen: www.ag-kiefer.de/

Juni 2004

APW Frühjahrstagung Termin: 11.06. – 12.06.2004 Ort: Würzburg

Frühjahrstagung der Deutschen Gesellschaft für Parodontologie Termin: 12.06.2004

Ort: Arabella Sheraton München/Bogenhausen

Thema: „Weichgewebe-Management bei der Implantattherapie Informationen: www.dgparo.de

September 2004

128. Jahrestagung der DGZMK mit der Akademie Praxis und Wissenschaft gemeinsam mit der Vereinigung für Wissen- schaftliche Zahnheilkunde Termin: 30.09. – 02.10.2004 Ort: Stuttgart

Information: www.dgzmk.de

Oktober 2004

28. Jahrestagung des Arbeits- kreises für Forensische Odonto-Stomatologie Termin: 09.10.2004 Ort: Mainz

Anmeldung/Auskunft: Dr. Dr. Klaus Rötzscher, Wimphelingstraße 7, 67346 Speyer/Rhein, Tel.: 06232 – 92085, Fax: 06232 – 651869

E-Mail: roetzscher.klaus.dr@t-online.de

November 2004

Jahrestagung der Arbeits- gemeinschaft für Funktions- diagnostik und Therapie Termin: 26.11. – 27.11.2004 Ort: Bad Homburg

Auskunft: Univ.-Prof. Dr. Wolfgang B. Freesmeyer, Universitätsklinikum Benjamin Franklin, Freie Universität Berlin, Assmannshauser Str. 4-6, 14197 Berlin, Tel.: 030 – 8445-62 44 Fax: 030 – 8445-62 38, E-Mail:

freesm@mail.zedat.fu-berlin.de

Oktober 2005

129. Jahrestagung der DGZMK gemeinsam mit allen Fachgesellschaften und Gruppierungen

Termin: 24.10. – 30.10.2005 Ort: Berlin ICC

Informationen: www.dgzmk.de

Tagungskalender/Meetings 209

Eine erfolgreiche Anwendung des „Tissue Engineering“ setzt voraus, Zellen ein dreidimensionales Gerüst zur Verfügung zu stellen, welches der Struktur der extrazellulären Matrix (ECM) humaner Gewebe entspricht.

Daneben sind noch weitere Faktoren, die in Wechselwirkung mit den Zell-Scaffold-Gerüst stehen, dargestellt.

Beitrag R. Ewers et al.:

Seite 216

Veranstaltungen allgemein

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Originalarbeit 210

Die 3D-Navigation hat in der Implantologie in neuerer Zeit zu erheblichen Verbesserungen im Hinblick auf exakte Planung, präzise Platzierung und Reduktion der Invasivität geführt.

Computergestützte Systeme ermöglichen dem Chirurgen eine kontinuierliche Beobachtung der Instrumentenlage auf dem Monitor über einen dreidimensional rekonstruier- ten Datensatz des Patienten. Endoskopische Verfahren haben ebenfalls zu einer Reduzierung der Invasivität aug- mentativer Verfahren beim Sinuslift beigetragen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, am Beispiel eines klinischen Fallberichtes den kombinierten Gebrauch des IGI- Navigationssystems und den subantroskopisch laterobasalen Zugang bei der Sinusbodenaugmentation zu beschrei- ben. Die Implantate wurden mit dem IGI-System navigiert gesetzt, die Platzierung sollte mit Referenz zu anatomischen Landmarken am Kieferhöhlenboden erfolgen. Durch eine simultan durchgeführte Subantroskopie wurde der Durchbruch des Bohrinstrumentes durch den Kieferhöhlen- boden aufgezeichnet. Die endoskopische Kontrolluntersu- chung ergab, dass das Navigationsinstrument mit einer Genauigkeit von unter 1 mm arbeitete. Die in diesem Fall- bericht gewonnene Erfahrung lässt als vorläufige Schluss- folgerung erkennen, dass die Platzierung von Implantaten mit dem IGI System im teilbezahnten Oberkiefer mit hoher Präzision durchzuführen ist und das Navigationssystem für diese Anwendung vorteilhaft einsetzbar ist. Die Kombina- tion mit der endoskopischen SALSA-Technik mag in Zukunft zu einer weiteren Reduzierung der Invasivität beim Sinuslift führen.

Schlüsselwörter: Navigation, Sinus-Lift, Implantate, Endoskopie

3D-navigation of implant cavities during subantros- copic laterobasal sinus floor augmentation.

A preliminary report of a new method

3-D-navigation recently has brought major improve- ments in implantology with respect to exact planning, precise placement and reduction of invasivity. Computer

aided systems enable the surgeon to locate the position of instruments continually on the patient’s 3D reconstructed data set displayed on a monitor. Endoscopic procedures also have reduced the invasivity of augmentation procedures in the maxillary sinus. The objective of the study was to demonstrate the combined use of the IGI navigation system and the subantroscopic laterobasal approach for sinus lift surgery with simultaneous implant placement, based on a clinical case report. The placement of dental implants with a 3D-navigation system (IGI) was performed with reference to anatomic landmarks which could be identified endoscopically. The simultaneous endoscopic control during break-through of the drilling instrument revealed a precision of the navigation system within the observable range of <1 mm.

The experience gained in the case reported led to the conclusion that the IGI 3D-navigation system in the maxilla allows a high precision placement of implants pro- viding adequate feasability. The combination with the endoscopic SALSA–technique may lead to further reduction of the invasivity of sinus floor augmentation.

Keywords: Navigation, sinuslift, implants, endoscopy

1 Einleitung

Dreidimensionale Navigationssysteme werden in verschiedenen medizinischen Disziplinen wie der Neurochirur- gie und der Orthopädie seit langem eingesetzt, um in schwer zugänglichen anatomischen Regionen ohne direkte Sicht chirurgische Eingriffe durchführen zu können. Grund- sätzlich wird dabei zunächst ein dreidimensionaler Daten- satz z. B. auf der Basis eines Computertomogramms erzeugt. Dieser Datensatz dient intraoperativ zur Führung von Instrumenten in den Zielbereich, wobei die Lagebezie- hung von Instrumenten und Operationsfeld über geeignete Referenzen kontinuierlich verfolgt werden muss.

Der Einsatz von 3-D-Navigation in der Zahnheilkunde erscheint primär wenig sinnvoll, da der anatomische Zugang zum Kauorgan in der Regel unproblematisch ist. In neuerer Zeit haben verschiedene Autoren [12] den Einsatz von Navigationssystemen im Zusammenhang der Lokalisa- tion von Fremdkörpern und bei der Platzierung von enossalen Implantaten beschrieben. Letztere Indikation soll die Sicherheit der Implantologie in anatomischen Pro- blemzonen erlauben und eine höhere Präzision bei der W. Engelke¹, T. Repetto¹

3D-navigierte Kavitätenpräparation im

Rahmen der Subantroskopisch Laterobasalen Sinusbodenaugmentation (SALSA)

Ein vorläufiger Methodenbericht

1 Abteilung für Zahnärztliche Chirurgie, Zentrum Zahn-, Mund- und Kie- ferheilkunde, Georg-August-Universität Göttingen, Deutschland

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W. Engelke, T. Repetto | 3D-navigierte Kavitätenpräparation 211

Insertion [11] mit einem besseren prothetischen Gesamt- resultat unterstützen. Diese Auffassung wird durch neuere In-vitro-Untersuchungen [6], durch tierexperimentelle Befunde [9] sowie durch klinische Beobachtungen [10]

unterstützt.

Die endoskopische Augmentationstechnik des atrophierten Oberkiefers mithilfe des SALSA Verfahrens (subantroskopisch-laterobasale Sinusbodenaugmentation) [3, 4], hat sich als Routineverfahren mit hoher Erfolgssicherheit bewährt [5] und erlaubt eine gering invasive Augmenta- tion des Kieferhöhlenbodens auch in Fällen mit hohem Atrophiegrad. Im Rahmen dieser Technik wird eine primäre Implantatinsertion bei anatomisch ausreichendem Kno- chenlager angestrebt, um die Behandlungszeit möglichst gering zu halten. Vor dem Hintergrund der möglichst gering invasiven Vorgehensweise nicht nur bei der Aug- mentation, sondern auch bei der Implantatinsertion liegt es nahe, in diesem Falle eine 3D-Navigation einzusetzen, um in den endoskopisch angelegten Subantralraum Implantatkavitäten navigationsgeführt einzubringen. In einem kasuistischen Beitrag soll deshalb die Anwendung des DenX–Systems bei der Kavitätenpräparation bei Anwendung der SALSA-Technik beschrieben werden.

2 Material und Methode 2.1 3-D-Navigation

Für die 3-D- Navigation wurde das IGI- Navigationssys- tem verwendet. Auf der diagnostischen Zahnaufstellung wird eine mit radioopaquen Markern (Keramikkugeln) ver- sehene standardisierte hufeisenförmige Referenzschiene mit Kaltpolymerisat befestigt. Sie dient der Artefaktkorrek- tur des Volumendatensatzes einschließlich der Korrektur eventueller Bewegungsartefakte während der Computerto- mografie. Der Patient wird mit fertiggestellter und an der

Restbezahnung sicher fixierter Referenzschiene mithilfe einer Computertomografie oder einer digitalen Volumento- mografie untersucht.

Der Volumendatensatz ist die Grundlage für eine präo- perative Planung, für die das IGI-System eine spezifische Software bereitstellt. Die Planung für Implantatposition, -richtung und -dimension folgt den üblichen Kriterien bei konventioneller Implantation.

Vor der Operation wird die Referenzschiene mit einem Referenzkörper verbunden. Der Referenzkörper ist mit Infrarot-LED`s bestückt. Das Infrarot-Kamerasystem des IGI-Systems verfolgt während des Eingriffes kontinuierlich die Position des Patienten über den mit der Schiene ver- bundenen Referenzkörper und das vom Chirurgen geführte Handstück (Abb. 1), das ebenfalls mit LED`s ausgestattet ist. Die Daten des Computertomogramms und die von den Infrarotkameras gelieferten aktuellen Ortsinformationen von Handstück und Referenzkörpern werden im integrier- ten Rechnersystem mit den Planungsdaten abgeglichen und dem Operateur mittels optischem und akustischem Signal mitgeteilt (Abb. 2).

Der Operateur orientiert sich dabei in den Raumebenen auf drei nebeneinander angeordneten Fenstern des Bild- schirms (Abb. 3). Im linken Fenster wird die Position der Instrumentenspitze in der Horizontalebene angezeigt, im mittleren Fenster erscheint die Achsrichtung des Fräs- instrumentes in einer sphärischen Darstellung und im dritten Bildfenster rechts wird die Eindringtiefe des Instru- mentes als Säulendiagramm angezeigt. Daneben werden eine Planungsübersicht in der Panoramaschicht und eine animierte transversale Darstellung des gewählten Implan- tatortes in separaten Fenstern angezeigt. Bei Abweichung in den Raumebenen ebenso wie bei Überschreiten der Eindringtiefe wird der Operateur durch rote optische Bild- signale und akustische Signale informiert. Während der Anwendung im gezeigten Falle wurde das akustische Signal deaktiviert.

Abbildung 1 Handstück mit optischem Navigationssystem Figure 1 Handpiece with optical tracking system

Abbildung 2 Simultane Anwendung von Endoskop und Naviga- tionssystem im OP

Figure 2 Surgeon using simultantously endoscope and navigation system

(8)

2.2 Stützendoskopie

Die endoskopische Präparation des Subantralraumes erfolgte in der von Engelke[4] angebenen Weise. Als Gerä- te standen zur Verfügung:

1. Ein Storz–Hopkins Endoskop 2,7 mm, 30 Grad Voraus- blick mit Kaltlichtquelle (Fa. Storz, Tuttlingen).

2. Videokamera und Videomonitor und Recorder zur analo- gen Bandaufzeichnung.

3. Ein Stützschaft nach Engelkezur Stützendoskopie (Fa.

Storz, Tuttlingen).

4. Ein digitales Bildverarbeitungssystem für Endoskopie- dokumentation (Implan 4,0) der Fa. Sensomedical, Gleichen.

Die SALSA-Technik umfasst eine Präparation des Subantral- raumes durch eine Trepanation unmittelbar anterior der Crista cygomaticoalveolaris unter stützendoskopischer Sicht. Nach Ablösen der Kieferhöhlenschleimhaut unter laterobasaler Untertunnelung wird der Subantralraum endoskopisch inspi- ziert. Hierbei wird die Kavitätenpräparation am knöchernen Kieferhöhlenboden daraufhin untersucht, ob die Lokalisation am vorgesehenen Ort im freien Lumen des Subantralraumes erfolgte. Erst dann wird eine schrittweise Augmentation und Implantatinsertion endoskopisch kontrolliert durchgeführt.

3 Kasuistik

Ein 59-jähriger Patient mit bilateraler Freiendsituation am Oberkiefer stellte sich mit dem Wunsch nach gaumen- freiem, festsitzendem Zahnersatz am Oberkiefer vor. Anam- nestisch lagen keine Allgemeinerkrankungen vor. Die Rest- bezahnung des Oberkiefers war aufgrund hoher Lockerungs- grade nicht dauerhaft erhaltungswürdig. Aus diesem Grun- de wurde die Versorgung mit insgesamt acht enossalen Implantaten im Oberkiefer in Position 14 bis 17 und 24 bis

27 angestrebt. Aufgrund der unzureichenden vertikalen Knochendimension bei ausgeprägten Rezessus alveolares der Kieferhöhle wurde die Indikation zur bilateralen Sinus- liftoperation gestellt. Als Nebenbefund bei der Computer- tomografie stellte sich eine Mukozele des Kieferhöhlenbo- dens dar. Anamnestisch bestanden keine kieferhöhlenbezo- genen Symptome, die Nasenluftpassage war ungestört.

Die implantologische Planung auf der Basis der CT- Untersuchung ist in Abbildung 3 und Abbildung 7 dargestellt. Dabei sollten die Implantate 14 und 15 im orts- ständigen Knochen inseriert werden, die Implantate 16 und 17 sollten im atrophierten Alveolarfortsatz mit simul- taner Augmentation gesetzt werden.

Nach Herstellung der Referenzschiene und Registrieren erfolgte die Anästhesie mit Ultracain.

Abbildung 3 Bildschirmansicht des IGI-Navigationssystems mit Fenstern für Lokalisation, Richtungs- und Tiefenanzeige der Boh- rerspitze

Figure 3 Screenshot of the IGI System exhibiting separate windows for localisation, direction and depth of drill instrument

Abbildung 4 Eröffnung des Subantralraumes mit der Diamant- fräse

Figure 4 Opening of the subantral space using a diamond burr

Abbildung 5 Schematische Darstellung des Subantralraumes mit Endoskop in situ

Figure 5 Schematic representation of the subantral space with an endoscope in situ

(9)

Die Eröffnung des Subantralraumes erfolgte von einer Schnittführung auf dem Kieferkamm aus mit Bildung eines mukoperiostalen Lappens. Die Trepanation mit dem Dia- manten und das Ablösen der Kieferhöhlenschleimhaut sind in Abbildung 4 dargestellt. Nach Inspektion des Subantral- raumes (Abb. 5) erfolgte die navigierte Kavitätenpräpara- tion mit dem IGI-System:

Die online 3D navigierte Präparation der Kavitäten 14 und 15 erfolgte unter Orientierung des Operateurs aus- schließlich auf dem Monitor (Abb. 2). Der Eingang in die Kavitäten wurde mit einem Rosenbohrer ohne Berücksich- tigung der Implantatachse ausschließlich an dem Posi- tionsfenster orientiert durchgeführt. Alle weiteren Schritte wurden mit Berücksichtigung der Lokalisation, Richtung und Eindringtiefe ausgeführt. Dabei wurde die Führung des Winkelstückes simultan in den drei Fenstern abgeglichen.

Der letzte Aufbereitungsschritt erfolgte ohne Navigation

mit einem 3,5 mm Osteotom. Die klinische Inspektion ergab keine Hinweise auf Fenestrationen, die Insertion eines 15 mm Xive Implantates mit 3,8 mm Durchmesser erfolgte wie geplant.

Die 3D-Navigation mit dem IGI-System im Subantralraum wurde in den Positionen 16 und 17 durchgeführt. Mit dem Endoskop wurde dabei die Präzision des Durchbruches der Bohrerspitze durch die Kompaktazone verfolgt. Eine transversale Leistenbildung am Boden der Kieferhöhle ist erkennbar (Abb. 6), die auch im Computertomogramm dargestellt wurde. Die Bohrerspitze befindet sich noch unterhalb des den Knochen der regio 16 bedeckenden Koagels. In der Abbildung 7 ist die Bohrerspitze laut Navigationssystem 1 mm in den Subantralraum vorgedrungen. Im korrespondie- renden endoskopischen Bild (Abb. 8) erkennt man die Boh- rerspitze mit dem aufsitzenden Koagel in der vom Naviga- tionssystem angegebenen Position. Die geplante Position an der Bodenleiste und Bohrerposition stimmen nach klinisch- endoskopischer Beurteilung exakt mit der im Navigations- system angezeigten anatomischen Situation überein.

Die Platzierung der Implantate (Xive, 3,8 / 13) sowie die schrittweise Augmentation mit der SALSA-Technik erfolgten wie geplant in primärer Vorgehensweise mit Ver- wendung von Satellitenimplantaten am distalen Implantat zur Erzielung ausreichender Primärstabilität.

4 Diskussion

Die Kavitätenpräparation mit dem 3D-Navigationssys- tem wurde bisher ausschließlich für das ausreichend dimensionierte Knochenlager beschrieben und soll dort eine hohe Präzision bei der Anordnung der Implantate sowie eine hohe Sicherheit gegenüber kritischen anatomischen Strukturen wie z. B. dem N. alveolaris inferior bieten [12, 8, 1]. Demgegenüber ist die Kavitätenpräparation im unzureichend dimensionierten Implantatlager des Oberkie- fer-Seitenzahnbereiches bisher mit diesem System nicht unternommen worden.

Abbildung 6 Septierung am Boden des Subantralraumes Figure 6 Septum at the sinus floor

Abbildung 8 Darstellung der Bohrerspitze im Navigationssys- tem im Vergleich mit der endoskopischen Darstellung unmittelbar bei Durchbruch am erwarteten Ort

Figure 8 Comparative display of the position of the tip of the burr and the endoscopic view during break–through of the burr through the sinus floor at the expected site

Abbildung 7 Bildschirmaufnahme des IGI-Navigationssystems beim Durchbruch der Bohrerspitze durch den Kieferhöhlenboden im Bereich des Septums

Figure 7 Screenshot of the IGI navigation system while instru- ment tip is breaking through the sinus floor in the septum area

(10)

Gagglet al. [7] berichteten ebenfalls über eine navigierte Implantatinsertion im Oberkiefer. Sie mussten bei Kon- trolluntersuchungen feststellen, dass die Implantatspitzen in einigen Fällen in den Sinusboden perforierten. Obwohl dies für den klinischen Erfolg grundsätzlich nur nachrangi- ge Bedeutung haben dürfte, stellt sich hier die Frage, ob bei der navigierten Implantation in Sinusbodennähe eine vorherige systematische Ablösung der Kieferhöhlenschleim- haut generell sinnvoll ist, um klare anatomische Verhält- nisse zu schaffen und ggf. notwendige Augmentationen zu unterstützen. Mithilfe der SALSA-Technik ist ein solches Vorgehen minimalinvasiv zu unterstützen, alternativ ist auch eine transalveoläre navigierte Ablösung der Kiefer- höhlenschleimhaut methodisch bereits verfügbar [2]. Im Zusammenhang mit der SALSA-Technik [5] am Oberkiefer erhielte die 3D-Navigation eine wesentlich erweiterte Indi- kationsstellung mit dem Ziel einer weiteren Reduzierung der Invasivität. Unter der Voraussetzung, dass die Implan- tatplatzierung primär im ortsständigen Knochen nach dreidimensionaler Planung möglichst gering invasiv erfolgt, ist eine endoskopische minimalinvasive Augmentation eine sinnvolle komplemantäre Maßnahme, die eine großflächige Exposition der fazialen Kieferhöhlenwand vermeiden könn- te. Die Voraussetzungen, den Zugang für eine Sinusliftope- ration auf diese Weise soweit zu reduzieren, dass die Präpa- ration des Subantralraumes über einen ca. 1 cm großen lateralen Winkelschnitt und die Implantation simultan transgingival erfolgen können, rücken mit dieser Technik in greifbare Nähe. Dies hätte den Vorteil, dass die kritische Vaskularisation des Augmentatlagers durch Deperiostierung vermieden werden und eine Optimierung der Remodella- tionsbedingungen resultieren würde.

3D-Navigation und Endoskopie sind einander ergänzende Verfahren zur Umsetzung minimalinvasiver Augmentations- konzepte. Die Handhabung des Navigationssystems im Zusammenhang mit der Kieferhöhlenbodenaugmentation ist bei vorhandener anteriorer Restbezahnung problemlos umzusetzen. Da der Patient durch akustische Signale der Längenüberschreitung irritiert werden kann, ist die Nut- zung dieser Option insbesondere dann, wenn im Sinusbo- den präpariert wird und das Instrument in den Subantral- raum geführt wird, nicht sinnvoll. Der Referenzkörper hin- gegen stört nicht den Ablauf der operativen Maßnahmen zur Präparation des Subantralraumes. Navigationssystem und Endoskop können ohne gegenseitige Behinderung simultan bei Präparationsmaßnahmen im Subantralraum eingesetzt werden. Allerdings ist die Vorbereitung für den Eingriff im Vergleich zu konventionellen Verfahren deutlich aufwendiger und sehr zeitraubend. Ebenso erfordern beide Verfahren besondere Fertigkeiten des Operateurs in der technischen Handhabung der neuen Instrumente, um die in vitro beschriebene Präzision [9] auch klinisch umzusetzen.

Endoskopisch konnte die anatomisch exakte Umsetzung der Fallplanung am Beispiel anatomischer Leitstrukturen in situ nachgewiesen werden. Eine wichtige Information des Navi- gationssystems ist die intraoperative Information über die Implantatlänge am vorgesehenen Insertionsort. Sie erlaubt einen Abgleich der geplanten Dimension mit der aktuellen Größe des Subantralraumes in situ und eine Optimierung der Schleimhautpräparation. Die Identifikation des geplan-

ten Implantatortes und der Insertionsrichtung ist in diesem Zusammenhang für die intraoperative Orientierung außerordentlich wertvoll. Als problematisch darf derzeit noch der relativ hohe technische Aufwand gesehen werden, der eine Anwendung in der Breite zumindest in der nahen Zukunft limitiert.

5 Schlussfolgerungen

- 3D-Navigation mit dem IGI-System erlaubt eine klinisch präzise Identifikation von anatomischen Struktu- ren am Kieferhöhlenboden

- Endoskopie und 3D-Navigation können simultan eingesetzt werden

- 3D-Navigation und Endoskopie ergänzen sich bei der minimalinvasiven augmentativen Chirurgie

- Die kombinierte Anwendung beider Verfahren bedeuten höhere Sicherheit für Patienten und Behandler

Literatur

1. Brief J, Hassfeld S, Sonnenfeld U, Persky N, Krempien R, Treiber M, Müh- ling J: Computer-guided insertion of dental implants - a clinical evaluation. Intern Congress Series 2001;1230:739-747

2. Engelke W, Deckwer I: Endoscopically controlled sinus floor augmentation. A preliminary report. Clin Oral Impl Res 1997;8:527-531 3. Engelke W: Subantroscopic Laterobasal Sinus Floor Augmentation. Int

Mag Oral Implantol 2000;1:26-32

4. Engelke W: Die Untersuchung von Implantatkavitäten mit der Stützim- mersionsendoskopie. Z Zahnärztl Implantol 2002;18:36-40

5. Engelke W, Schwarzwäller W, Behnsen A, Jacobs HG: Subantroscopic Laterobasal Sinus Floor Augmentation (SALSA): An Up to 5-year clinical study. Int J Oral Maxillofac Implants 2003;18:135-142

6. Gaggl A, Schultes G, Karcher H: Navigational precision of drilling tools preventing damage to the mandibular canal. J Craniomaxillofac Surg 2001;29(5):271-275

7. Gaggl A, Schultes G: Assessment of accuracy of navigated implant placement in the maxilla. Int J Oral Maxillofac Implants 2002;17(2):263-270 8. Lindorf H, Müller-Herzog R: Navigationstechnik in der Implantologie-

passgenaue Umsetzung der computergestützten Implantatplanung. ZMK 2002;4(18):188-197

9. Meyer U, Wiesmann HP, Runte C, Fillies T, Meier N, Lueth T, Joos U: Eva- luation of insertion of dental implants and the prosthetic treatment by computer aided navigation in minipigs.Br J Oral Maxillofac Surg 2003;41(2):102-108

10. Siessegger M, Schneider BT, Mischkowski RA, Lazar F, Krug B, Klesper B, Zöller JE: Use of an image - guides navigation system in dental implant surgery in anatomically complex operation sites. J craniomaxillofac.

Surg. 2001;29(5):276-281

11. Wanschitz F, Birkfellner W, Watzinger F, Schopper C, Patruta S, Kainber- ger F, Kettenbach J, Bergmann H, Evers R: Evaluation of accuracy of computer-aided intraoperative positioning of endosseous oral implants in the edentulous mandible. Clin Oral Implants Res. 2002;13(1):59-64 12. Watzinger F, Birkfellner W, Wanschitz F, Millesi W, Schopper C, Sinko K, Huber

K, Bergmann H, Ewers R: Positioning of dentals implants using computer- aided navigation and an optical tracking system: Case report and presentation of a new method. J Craniomaxillofac Surg 1999;27(2):77-81

Korrespondenzadresse:

Prof. Dr. Dr. W. Engelke

Abteilung für Zahnärztliche Chirurgie (Leiter: Prof.Dr.Dr.Dr.h.c. (UNFV Lima) H.G.Jacobs) Zentrum Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde Georg-August-Universität Göttingen Robert-Koch-Str. 40

D - 37075 Göttingen Tel.: ++49/0551-392856 FAX:++49/0551-399217

E-Mail: wengelke@med.uni-goettingen.de

(11)

Originalarbeit 216

In den letzten Jahren etablierte sich ein neues Wissen- schaftsgebiet namens „Tissue Engineering“, das eine Mög- lichkeit der Herstellung von autologen Knochenaugmenta- ten im Bereich der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie eröffnet. Eine erfolgreiche Anwendung des Tissue Enginee- ring setzt voraus, Zellen ein dreidimensionales Gerüst zur Verfügung zu stellen, welches der Struktur der extrazellu- lären Matrix (ECM) humaner Gewebe entspricht. Diese sogenannten „Scaffolds“ bestehen aus biologisch resor- bierbaren Biomaterialien natürlicher und synthetischer Herkunft. Diese hochporösen Grundgerüste werden erst komplett mit Zellen besiedelt, und im Idealfall wird nach ausreichender Bildung der extrazellulären Matrix der dreidimensionale Zellträger schrittweise abgebaut. Dies hat zur Folge, dass nach vollständiger Resorption der „Scaf- folds“ auschließlich das mittels „Tissue Engineering“ gene- rierte Gewebe zurückbleibt. Dieser biotechnologische Ansatz bietet somit die Möglichkeit Hartgewebe entsprechend der Defektgröße und -konfiguration als organoide Strukturen für die Transplantation aufzubauen. An der Universitätsklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie in Wien hat sich die Anwendung von FriosAlgipore (Fa.

Friadent) als „Scaffold“ in der klinischen Routine als Alter- native zum „Golden Standard“ etabliert.

Ziel dieses Beitrages ist es, die Grundlagen zum Thema

„Tissue Engineering von Knochen in der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie“ darzustellen und die neuesten klinischen Ergebnisse bezüglich der Anwendung von FriosAl- gipore zu erläutern.

Schlüsselwörter: Bioengineered bone, Tissue Engineering, Scaffolds, FriosAlgipore

„Bioengineered Bone-Production“ – Present Applica- tion of Tissue Engineering in maxillofacial surgery

In the last few years, a new scientific area called “Tis- sue Engineering“ has been established, which offers the possibility of autogenic bone augmentation in oral and maxillofacial surgery. A successful application of tissue engineering requires the use of three-dimensional materi-

als which mimic the extracellular matrix (ECM) of bone tissue as templates for the anchorage of cells. These so-called “Scaffolds“ are composed of bioresorbable polymers of natural and synthetic origin. These highly porous basic structures allow the proliferation of cells and are ideally degraded after ECM formation. As a result only the through tissue engineering regenerated tissue remains after com- plete resorption of the scaffold.

This biotechnological process offers therefore the possibility of seeding and expanding a tissue biopsy as a transplantation construct corresponding to a particular size and configuration of a certain defect site. In the Hospital of Cranio-Maxillofacial and Oral Surgery, Medical University of Vienna the application of Frios Algipore (Fa. Friadent) as a scaffold in the clinical routine has been established as an alternative to the “Golden Standard“.

The aim of this contribution is to show the basics of

“Bone Tissue Engineering in Oral and Maxillofacial Surge- ry” and to present the latest clinical results of the application of Frios Algipore.

Keywords: Bioengineered bone, Tissue Engineering, Scaf- folds, Frios Algipore.

1 Einleitung

In der letzten Dekade hat sich innerhalb der Medizin ein neues Wissenschaftsfeld mit dem Namen „Tissue Enginee- ring“ [10] etabliert. Ziel dieses Forschungsgebietes ist die In-vitro-Herstellung von Ersatzgeweben und Organen zur Verbesserung bzw. Aufrechterhaltung der Funktion von erkranktem oder zerstörtem Gewebe. Dabei sind derzeit zwei Konzepte richtungsweisend:

Bei der sog. „Off-the-shelf“-Technik, werden Trägerma- terialien natürlicher oder synthetischer Herkunft mit allogenen neonatalen Zellen (Fibroblasten, Keratinozyten und mesenchymalen Stammzellen) besiedelt und kultiviert.

Anschließend werden diese Biokomposits kryokonserviert, um eine Haltbarkeit von bis zu zwölf Monaten zu errei- chen, wobei Studien [14, 13, 12] belegen, dass bis zu 60 % der Zellen nach dem Auftauen vital sind. Die Technik fand in den letzten Jahren beim Einsatz mehrerer Hauter- satzprodukte Anwendung [9, 8]. Ein Nachteil dieser Methode besteht darin, dass die allogenen Zellen im Ver- gleich zu autogen transplantierten Zellen eine verkürzte Lebensdauer aufwiesen.

R. Ewers¹, D. Turhani¹, C.B. Item¹, D. Kapral¹, D. Thurnher², B. Cvikl¹, M. Weissenböck¹, B.M. Erovic², G. Lauer³

„Bioengineered Knochen-Produktion“ –

Aktuelle Anwendungen des Tissue Engineering in der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie

1 Universitätsklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie, Wien

2 Universitätsklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde, Wien

3 Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie, Dresden

(12)

R. Ewers et al. | Bioengineered Knochen-Produktion 217

Die zweite Gruppe verfolgt das Ziel, aus autogenen Zellen in Kombination mit unterschiedlichen Scaffolds Transplanta- te zu erzeugen. Im Rahmen einer Biopsie unter lokaler Anästhesie werden autologe Zellen entnommen. Daraus werden gewebstypische Zellen isoliert. Nach einer ersten Phase der Zellvermehrung, wird ein biologisch abbaubares Träger- gerüst („Scaffold“) mit Zellen über mehrere Tage bis Wochen kultiviert, um dieses in den jeweiligen Hart- oder Weichge-

webedefekt zu transplantieren. Vorteil dieser Methode ist die Vermeidung jeglicher Abstoßungsreaktionen.

Schon seit mehreren Jahrzehnten gibt es Methoden, Zellen aus tierischen oder humanen Geweben bzw. Organen zu isolieren und unter zweidimensionalen Kulturbedingun- gen zu vermehren. Beim Kultivieren im Brutschrank besteht die Gefahr, dass die Zellen während der Prolifera- tionsphase in zweidimensionaler Richtung essentielle Dif- ferenzierungseigenschaften verlieren.

Daher besteht eine der Grundideen des modernen Tissue Engineering darin, den Zellen ein dreidimensionales Trä- gergerüst zur Verfügung zu stellen, deren Aufbau der kör- pereigenen extrazellulären Matrix gleicht. Diese sogenannten Scaffolds werden aus biologisch abbaubaren Biomate- rialien natürlicher und synthetischer Herkunft hergestellt und sollen aufgrund deren Ähnlichkeit mit der dreidimensionalen Struktur extrazellulärer Matrix humaner Gewebe und Organe eine Dedifferenzierung der in vitro gezüchte- ten Zellen während der Proliferationsphase verhindern. Die Expression und die Persistenz von gewebespezifischen Eigenschaften können entscheidend durch die Zell-Matrix- Interaktion und damit durch den Gewebeträger beeinflusst werden (Abb. 1).

Unsere klinische Erfahrung der letzten Jahre wurde aus der Anwendung von Frios Algipore als Scaffold gesammelt [17, 4, 3, 15]. Durch die Verwendung von Frios Algipore wurde die Notwendigkeit des Einsatzes von „Golden Stan- dard“ (Beckenkammspongiosa) für augmentative Verfahren eingeschränkt (Abb. 2). Für diese Zwecke wurden Knochen- fragmente aus dem Bone Kollektor auch in Kombination mit PRP angewendet. Diese Arbeiten zeigten die hohe Knochenneubildungsrate bei Anwendung von Frios Algipo- re bei Sinus-Lift-Augmentation anhand von klinischen, radiologischen und histomorphometrischen Daten [2, 19, 7, 16] (Abb. 3).

Abbildung 1 Eine erfolgreiche Anwendung des „Tissue Enginee- ring“ setzt voraus, Zellen ein dreidimensionales Gerüst zur Verfü- gung zu stellen, welches der Struktur der extrazellulären Matrix (ECM) humaner Gewebe entspricht. Daneben sind noch weitere Faktoren, die in Wechselwirkung mit den Zell-Scaffold-Gerüst stehen, dargestellt.

Figure 1 A successful application of „Tissue Engineering“ requires a presentation of a three-dimensional structure to the cells which corresponds to the extracellular matrix of human tissue. Additional- ly, further factors which interact with the cell-scaffold-structure are represented.

Abbildung 2 Beckenkamm stellt weiterhin den „Golden Stan- dard“ in der klinischen Praxis für augmentative Verfahren dar.

Dieser erfüllt die idealen Eigenschaften: Porösität, Resorbierbar- keit, Osteoinduktivität.

Figure 2 In clinical practice spongiosa from iliac crest represents the “Golden Standard” for augmentative procedures and satisfies the ideal qualitities: porosity, bioresorption and osteoinduction.

Abbildung 3 Darstellung der hohen Knochenneubildungsrate bei Anwendung von Frios®Algipore® bei Sinus-Lift-Augmentation. Die beiden Diagramme zeigen histomorphometrische Daten bei Ver- wendung von Frios®Algipore® in und ohne Kombination mit PRP sechs Monate nach Implantation. Die Höhe der Balken korrespon- diert mit dem Anteil von neu gebildetem Knochen bzw. prozen- tuellen von noch nicht resorbiertem Frios®Algipore®.

Figure 3 Schematic representation of the high rate of bone growth by the application of Frios®Algipore® after sinus floor augmenta- tion. Both diagrams show histomorphometric data by application of Frios®Algipore® in and without combination of PRP after six months post implantation. The height of the bars correspond to the fraction of newly built bone or percentage of Frios®Algipore® not yet absorbed.

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In den letzten Jahren wurde an unserer Klinik die For- schung um das Wissenschaftsgebiet des „Tissue Engineering“

mit dem Ziel „bioengineered Knochen“ herzustellen erwei- tert. Erste Ergebnisse auf diesem Gebiet zeigten, dass eine In-vitro-Kultivierung von osteoblastären Zellen in Kombina- tion mit Frios Algipore unter Beibehaltung von gewebsspe- zifischen Eigenschaften möglich ist [20] (Abb. 4).

Eine der zentralen Aufgabenbereiche bei der labortechnischen Gewebezüchtung ist deshalb die Steuerung der dreidimensionalen Zelladhärenz, deren Proliferation und Differenzierung, um vitales und funktionelles Gewebe züchten zu können. Als Werkstoffe für die Zellträger werden in Abhängigkeit vom jeweils zu züchtenden Gewebe Polymere und keramische Biomaterialien natürlicher und synthetischer Herkunft verwendet. Bei der Entwicklung von biologisch abbaubaren Trägermaterialien ist es von entscheidender Bedeutung, dass deren Degradations- und Resorptionskinetik auf das zu regenerierende Gewebe abgestimmt wird. Derzeit werden von den verschiedenen Tissue Engineering-Arbeitsgruppen zwei Strategien bezüg- lich der Abbaurate des Zellgerüstträgers angewendet.

Eine Gruppe von Wissenschaftlern bevorzugt polymere Werkstoffe, die nach der Besiedelung mit Zellen in einem kurzen Zeitraum – oft noch in der labortechnischen Phase – abgebaut werden und innerhalb der Zellkulturphase oder im Körper in Lösung gehen. Hintergrund dieser Strategie ist, dass das Trägergerüst nur die Funktion hat, den Zellen und der extrazellulären Matrix eine dreidimensionale Scha- blone zur Verfügung zu stellen, bis jene zu einem zusammenhängenden Verbund gewachsen sind. Nachdem der Zellträger abgebaut ist, besteht das gezüchtete Kon- strukt zu 100 % aus jungem Gewebe. Das zu diesem Zeit-

punkt nur gering ausgebildete Gewebe besitzt nur eine limitierte Funktion und Struktur und kann erst nach der Transplantation durch die längerfristige Interaktion und den Umbau die gleichen Aufgaben wie körpereigenes Gewebe übernehmen. Trägergerüste, die nach dieser Stra- tegie entwickelt wurden, sind bei der Züchtung von Haut- ersatz und von spongiosaähnlichen Knochenfragmenten klinisch erfolgreich umgesetzt worden. Der Nachteil dieser Methode besteht darin, dass sie nicht eingesetzt werden kann, wenn das Scaffold-Zell-Konstrukt unmittelbar nach der Implantation strukturelle und funktionelle Aufgaben übernehmen muss. Das bedeutet, dass das gezüchtete Transplantat über einen längeren Zeitraum einer biome- chanischen Belastung ausgesetzt wird. Dem gegenüber vertritt eine andere Gruppe von Gewebeingenieuren die Ansicht, dass das Trägergerüst für solche Anwendungen aus langsam resorbierenden Biomaterialien bestehen sollte. Biodegradierbare und bioresorbierbare Zellträgermateri- alien, die beispielsweise für die Versorgung von großvolu- migen und biomechanisch belasteten Knochendefekten eingesetzt werden, sollten – ähnlich wie Membranen für die gesteuerte Knochenregeneration – mindestens sechs Monate ihre mechanischen Eigenschaften beibehalten.

Zusätzlich ist zu beachten, dass der Implantationsort und dessen Durchblutung einen erheblichen Einfluss auf die Degradationskinetik haben.

Neuartige Techniken zur Herstellung von Grundgerüsten und neue Kulturtechniken bieten beste Voraussetzungen zur Entwicklung von komplexen Hart- und Weichgewebe- strukturen. Dadurch eröffnen sich völlig neue Perspektiven in der „Tissue-Engineering-Forschung“ und für die klinische Anwendung.

Abbildung 5 Bioseed®-Oral Bone (BioTissueTechnologies AG, Freiburg) besteht aus autolog gezüchteten osteoblastären Zellen stammend aus Kieferknochenperiost, Fibrinkleber und im Textil- verfahren hergestelltem Polylactid-Polyglykolid Gerüstwerk Ethi- sorb® (Fa. Ethicon, Hamburg). Abbildung von Frios®Algipore® als Gerüstwerk für osteoblastären Zellen stammend aus Kieferkno- chenperiost in Kombination mit Fibrinkleber. Transplantatgröße beträgt ca. 10mm x 10mm x 0,3mm.

Figure 5 Bioseed®-Oral Bone (BioTissueTechnologies AG, Freiburg) consists of autologous osteoblast-like cells isolated from jaw bone periosteum, fibrin glue and PGLA polymer Ethisorb® (Ethicon, Hamburg). Frios®Algipore® as a scaffold for osteoblast – like cells isolated from jaw bone periosteum in combination with fibrin glue.

Tranplant size is approximately 10mm x 10mm x 0,3mm.

Abbildung 4 Darstellung des Wachstumsverhalten der osteoblas- tären Zellen über einen Zeitraum von 28 Tagen auf Frios®Algipo- re®. Das dreidimensionale Wachstum der Zellen wird mittels eines Rasterelektronenmikroskopiebildes dargestellt.

Figure 4 Schematic representation of the growth behaviour of osteoblast-like cells on Frios®Algipore® over a period of 28 days. A scanning electron microscopy of the three-dimensional growth of the cells is also shown.

(14)

2 „Tissue Engineering“ von Hartgewebe und Klinische Anwendung

In der Mitte der 80er Jahre sind von einer Vielzahl von klinisch und wissenschaftlich orientierten Forschergruppen humane Knochenzellen (Osteoblasten) reproduzierbar isoliert und kultiviert worden [18, 6]. Ihre Anwendung beschränkte sich erstmals auf die Biokompatibilitätstestung von keramischen Knochenersatzmaterialien und metalli- schen Implantatoberflächen [1]. In den 90er Jahren wurden gleichzeitig mit dem Aufkommen des Tissue Engineering dann verstärkt Knochenzellen in Kombination mit Trägerma- terialien zur biotechnologischen Herstellung von Hartgewe- be untersucht, mit dem Ziel, eine alternative Methode zur autologen Knochentransplantation zu etablieren.

Die Untersuchung des Einflusses der Mikro- und Makro- architektur der Zellträger war dabei ein wesentlicher Fak- tor. Die Ergebnisse dieser Forschung stellten folgende Anforderung an das Scaffold: Großer Oberflächen-Volumen- Quotient zur Einsprossung von Gefäßen, um die Ernährbar- keit der Osteoblasten in der Zellkulturphase, aber auch insbesondere nach einer Transplantation sicherzustellen.

Zur Aufrechterhaltung einer differenzierten Funktion von Osteoblasten sollte eine 02-Diffusionsstrecke weniger als 200 bis 300 μm aufweisen [5]. Daher muss gewährleistet sein, dass die Architektur innerhalb des Zellträgers so gestaltet ist, dass in vitro ein guter Zu- und Abfluss des Kulturmediums sowie in vivo eine schnelle Vaskularisie- rung erfolgen kann.

In der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie sind klinisch sehr unterschiedliche knöcherne Defekte anzutreffen, die einen ossären Ersatz benötigen. Das Spektrum reicht von Knochendefekten nach Zahnextraktionen und Zystenentfer- nung bis zu einem ausgedehnten Knochenverlust nach Trauma oder Tumor. Diese Defekte, die routinemäßig mit autologer Spongiosa oder gemahlenen Knochenspänen auf- gefüllt werden, stellen ein optimales Einsatzgebiet für mittels „Tissue Engineering“ hergestellte Transplantate dar.

Die biomechanisch nur gering belasteten Defekte sind für hochporöse Zellträger, die eine nur geringe mechanische Festigkeit besitzen, aus klinischer Sicht ideal. Zurzeit werden in Europa zugelassene (CE-Zeichen) bioresorbierbare Materialien, wie verschiedene Kollagene oder Vicrylnetze, mit autolog kultivierten Osteoblasten kombiniert und im Bereich von Zysten oder Knochendefekten nach Zahnextrak- tion auf ihre Wirksamkeit, Knochen zu regenerieren, klinisch getestet. In einigen Fällen wurden Zystenhöhlenwän- de mit Kollagenschwamm bedeckt und gleichzeitig mit autologen Osteoblasten besiedelt, wobei sich im Vergleich zu einer ausschließlichen Anwendung des Kollagen- schwamms eine raschere Ossifikation zeigte [11].

Das erste in Europa als Medizinprodukt zugelassene laborgezüchtete Knochentransplantat Bioseed-Oral Bone (BioTissueTechnologies AG, Freiburg) besteht aus autolog gezüchteten osteoblastären Zellen stammend aus Kiefer- knochenperiost, Fibrinkleber und im Textilverfahren hergestelltem Polylactid-Polyglykolid Gerüstwerk Ethisorb (Fa.

Ethicon, Hamburg). Die ersten klinischen Ergebnisse zeigen, dass dieses Knochentransplantat eventuell zur Ver- besserung des Implantatlagers eingesetzt werden kann.

Erste Untersuchungen zur Anwendung von Frios Algipore als Gerüstwerk für osteoblastäre Zellen stammend aus Kie- ferknochenperiost werden zurzeit erfolgreich im Labor durchgeführt (Abb. 5).

Weiter beschäftigt sich unsere Arbeitsgruppe derzeit gemeinsam mit der Universitätsklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde (Prof. Dr. D. Thurnher, Prof. Dr. K.

Ehrenberger), Wien und der Universitätsklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie (Prof. Dr. Dr. G. Lauer), Dres- den mit dem Thema „Osteocalcinexpression osteoblastärer Zellen auf unterschiedlichen Trägermaterialien“. Erste Ergebnisse dieser Studie zeigten in vitro ein unterschiedli- ches Differenzierungverhalten osteoblastärer Zellen auf verschiedenen Trägermaterialien [20].

Abschließend ist zu erwähnen, dass mit dem „Tissue Engineering“ eine Technologie zur Verfügung steht, die die Möglichkeit bietet, durch Kombination von gezüchteten Knochenzellen mit Biomaterialien „lebenden“ Knochen zu schaffen. In weiterer Folge ist eine routinemäßige autologe Transplantation von Biokomposits nicht nur zur Füllung kleinerer Defekte möglich, sondern auch zum Ersatz von Knochenfragmenten bei Patienten, bei denen es aufgrund unterschiedlicher Erkrankungen zu größeren Knochenver- lusten am Kieferknochen gekommen ist.

3 Schlussfolgerung

Eine erfolgreiche Anwendung des „Tissue Engineering“

setzt voraus, Zellen ein dreidimensionales Gerüst zur Ver- fügung zu stellen, welches der Struktur der extrazellulären Matrix (ECM) humaner Gewebe entspricht. Dieser biotechnologische Ansatz bietet somit die Möglichkeit Hart- und Weichgewebe entsprechend der Defektgröße und -konfiguration als organoide Strukturen für die Transplantation aufzubauen. Dennoch ist zu betonen, dass sich „Tissue Engineering“ zurzeit vorwiegend in einem experimentellen Stadium befindet. Die bisher vorliegenden Erfahrungsbe- richte zeigen ein Knochenregenerat mit nur verminderter Knochenqualität im Vergleich zu der Verwendung von autologen Knochentransplantaten.

An der Universitätsklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie in Wien hat sich die Anwendung von Frios Algipore (Fa. Friadent) als Scaffold in der klinischen Routine als Alternative zum „Golden Standard“ etabliert.

Abschließend stellt Tissue Engineering eine neue Mög- lichkeit dar, in näherer Zukunft durch Kombination von gezüchteten Knochenzellen mit Biomaterialien „lebenden“

Knochen zu schaffen.

Literatur

1. Anselme K: Osteoblast adhesion an Biomaterials. Biomaterials 2000;21:667-681

2. Basner C, Spassova E, Ewers R: 15 Jahre Forschung und Klinik mit Frios Algipore Implantologie Journal 2002;5:26-30

3. Basner C, Spassova E, Haessler D: Knochenaufbaumaterialien heute - Calciumphosphat, boviner Knochen oder Hydroxylapatit? Implantologie Journal 2001;3:50-54

4. Baumann A, Ewers R: Minimal invasiver Sinuslift - Grenzen und Möglich- keiten im atrophen Oberkiefer. Mund Kiefer GesichtsChir 1999;3:70-73 5. Borden M, El-Amin SF, Attawia M, Laurencin CT. Structural and human cellular assessment of a novel microsphere-based tissue engineered scaffold for bone repair. Biomaterials 2003;24:597-609