Biologie und Anwendbarkeit im Fokus

Wer operieren kann, benötigt keinen Knochenersatz – so die Meinung einiger versierter Chirurgen. Um Patientenbelastung und Komplikationsrisiko zu verringern, können aber alternative Verfahren ohne oder mit weniger Menge autogenem Knochen durchaus sinnvoll sein [1–3].

Zu unterscheiden ist zwischen kleinen und knochenbegrenzten Defekten, zum Beispiel nach Extraktionen, und umfangreichen mit fehlenden Wänden oder größerem vertikalen Defizit. Je ungünstiger die Situation und das individuelle Heilungspotenzial, desto bedeutsamer ist ein biologisch hochwertiges Augmentat. Klare und weitgehend unabhängige Vorgaben, auch zu geeigneten Augmentationsmethoden, enthalten systematische Reviews, ein Konsens-Papier der European Federation of Periodontology und die Leitlinie von DGI und DGZMK
[2, 4, 5].

Resorptionszeit steuern

In den vergangenen Jahren haben mehrere Anbieter neue Produkte eingeführt, bei denen verschiedene Gemische zum Einsatz kommen. Ziel dieser „Komposite“ ist zum Beispiel, die Resorptionszeit zu steuern, die je nach Indikation unterschiedlich sein sollte. So wird für höhere Resorptionsstabilität im Bereich der bukkalen periimplantären Wand häufig ein hoher Hydroxylapatit-Anteil oder reines Hydroxylapatit gewählt.

Dieses Material, Hauptbestandteil von Knochen und Dentin, ist sowohl synthetisch als auch in xenogener (meist vom Rind), phytogener (AlgOss) oder allogener Ausführung erhältlich. Dagegen eignen sich für Sinusboden-Augmentationen auch kurzfristiger resorbierende Materialien, zum Beispiel mit höherem Trikalziumphosphat-Anteil [6].

Applikation erleichtern

Um eine bessere Klebrigkeit und Verarbeitung im Defekt zu erreichen, enthalten weitere Materialien zum Beispiel Kollagen oder Hyaluronsäure. So ist seit vielen Jahren ein deproteiniertes xenogenes Knochenersatzmaterial mit Kollagenanteil als Granulat oder formbarer Block erhältlich (Geistlich Bio-Oss Collagen). Gut untersucht ist das Material in den Indikationen Kieferkamm-Erhaltung nach Extraktion, kleine periimplantäre Defekte oder parodontale Regeneration [7–9]. Zur leichteren Applikation verschiedener Materialgemische einschließlich feinkörniger Pasten und Zemente stehen zudem von mehreren Anbietern spezielle Spritzen zur Verfügung.

Relativ neu ist eine Kombination von synthetischen β-Trikalzium­phosphat-Partikeln unterschiedlicher Größe und Kollagen mit fibröser Struktur, das die Partikel „stabilisiert“ und „einbettet“ (Cerasorb Foam). Das Material wird für eine Reihe von Indikationen empfohlen, publizierte Studien liegen noch nicht vor. Interessant ist eine auf Englisch publizierte Produktinformation, in der für eine sicherere Einheilung und Regeneration das Tränken des Materials mit Antibiotika empfohlen wird. In vi­tro wurde nach zunächst hoher Freisetzung eine langfristige niedrigschwellige Abgabe von adsorbiertem Wirkstoff gezeigt, die wegen möglicher Resistenzbildung fragwürdig erscheint. Laut Anbieter laufen klinische Studien zu dem auch in der „großen“ Knochenchirurgie eingesetzten Produkt.

Wundheilung fördern

Auf eine klebrige Konsistenz („sticky bone“) und damit komfortable Anwendung zielt auch ein Gemisch aus bovinen Hydroxylapatit-Partikeln und Hyaluronsäure-Salz (Hyaluronat, Hersteller Botiss, Vertrieb über Meisinger und Straumann). Die zunächst im Bereich der Wundheilung, aber neuerdings auch für die GTR und GBR untersuchte Substanz soll laut Produktinformationen zugleich die Wundheilung und nachfolgende Regeneration verbessern. Zu beiden Indikationsbereichen liegen bereits Studien vor [10, 11]. Auf bessere Wundheilung und Regenerationsergebnisse zielen auch autogen hergestelltes Platelet Rich Fibrin (PRF) und seine Varianten. Deren flüssige Phase kann chairside mit Knochenpartikeln unterschiedlicher Herkunft gemischt werden und ergibt somit ein gebrauchsfreundliches und biologisch aktives Gemisch [12].

Was bringt die Zukunft?

Eine weitere, zunehmend untersuchte Option für Augmentationen ist autogenes oder auch allogenes partikuliertes Dentin [13–15]. So zeigt ein systematisches Review für autogene demineralisierte Dentinmatrix eine mit deproteiniertem xenogenem Knochenersatzmaterial vergleichbare Effektivität bei oralen Augmentationen [16]. Wie PRF lässt sich Dentin aus extrahierten Zähnen chairside und damit relativ kostengünstig gewinnen.

Eine vollkommen andere und deutlich aufwendigere Variante ist die Gewinnung oraler Ersatzgewebe mit Tissue Engineering. Dabei werden „… Zellen, die in der Lage sind, den Regenerationsprozess zu initiieren und aufrecht zu erhalten, durch Wachstumsfaktoren oder Gene eingeschaltet …, sodass sie ein neues funktionelles Gewebe erzeugen“ [17]. Auf einer weniger komplexen Ebene wird untersucht, ob eine „Biologisierung“ synthetischer Knochenersatzmaterialien oder von Kollagenmembranen mit mesenchymalen Stammzellen oder rekombinanten Knochenwachstumsfaktoren regenerative Ergebnisse verbessern kann [18–21]. Klinische Studien liegen noch nicht vor.

Fazit: Diese kleine Übersicht wirft Schlag­lichter auf einige aktuelle Entwicklungen und Produkte, ohne Anspruch auf Vollständigkeit oder anbieterbezogene Ausgewogenheit (vgl. Interessenkonflikterklärung). Aktuell hat fast jeder Implantatanbieter mindestens ein Knochenersatzmaterial im Angebot, jedoch sehr häufig ohne angemessene klinische Dokumentation. Sobald die Übergangsfristen der Medical Device Regulation (MDR) abgelaufen sind, werden daher wahrscheinlich viele Produkte vom Markt verschwinden. Wie von Anbietern betont wird, könnte diese Entwicklung Produktinnovationen hemmen. Andererseits sollte sie perspektivisch die klinische Einschätzung in diesem Bereich erleichtern – und nicht zuletzt die Patientensicherheit nachhaltig erhöhen.

Der Autor erklärt, dass er keinen Interessenkonflikt hat.

Dr. Jan H. Koch, Freising

Hinweis: Beiträge in der Rubrik „Oralmedizin kompakt“ können nicht die klinische Einschätzung der Leser ersetzen. Sie sollen lediglich – auf der Basis aktueller Literatur und/oder von Expertenempfehlungen – die eigenverantwortliche Entscheidungsfindung unterstützen.

Literatur

[1] Sakkas A, Ioannis K, Winter K, et al. Clinical results of autologous bone augmentation harvested from the mandibular ramus prior to implant placement. An analysis of 104 cases. GMS Interdiscip Plast Reconstr Surg DGPW. 2016;5:Doc21. Epub 2016/10/28.
[2] DGI, DGZMK. Implantologische Indikationen für die Anwendung von Knochenersatzmaterialien. S2k-Leitlinie (Langversion); AWMF-Registernummer: 083 009; Stand: Juli 2020; Gültig bis: Juni 2025. 2020.
[3] Sanz-Sanchez I, Sanz-Martin I, Ortiz-Vigon A, et al. Complications in bone-grafting procedures: Classification and management. Periodontol 2000. 2022;88(1):86-102.  
[4] Troeltzsch M, Troeltzsch M, Kauffmann P, et al. Clinical efficacy of grafting materials in alveolar ridge augmentation: A systematic review. J Craniomaxillofac Surg. 2016. Epub 2016/09/14.
[5] Urban IA, Montero E, Amerio E, et al. Techniques on vertical ridge augmentation: Indications and effectiveness. Periodontol 2000. 2023. Epub 20230131.  
[6] Trimmel B, Gede N, Hegyi P, et al. Relative performance of various biomaterials used for maxillary sinus augmentation: A Bayesian network meta-analysis. Clinical Oral Implants Research. 2021;32(2):135-53.  
[7] Sanz M, Lindhe J, Alcaraz J, et al. The effect of placing a bone replacement graft in the gap at immediately placed implants: a randomized clinical trial. Clin Oral Implants Res. 2017;28(8):902-10. Epub 20160607.  
[8] Fickl S, Zuhr O, Wachtel H, et al. Dimensional changes of the alveolar ridge contour after different socket preservation techniques. J Clin Periodontol. 2008;35(10):906-13. Epub 2008/08/21.  
[9] Sculean A, Schwarz F, Chiantella GC, et al. Five-year results of a prospective, randomized, controlled study evaluating treatment of intra-bony defects with a natural bone mineral and GTR. J Clin Periodontol. 2007;34(1):72-7.
[10] Kauffmann F, Fickl S, Sculean A, et al. Alveolar ridge alterations after lateral GBR with and withouthyaluronic acid (xHyA) - a prospective randomized trial withmorphometric and histomorphometric evaluation. Quintessence Int. 2023;0(0):0. Epub 20230622.
[11] Ostos-Aguilar BI, Pinheiro Furquim C, Muniz F, et al. Clinical efficacy of hyaluronic acid in the treatment of periodontal intrabony defect: a systematic review and meta-analysis. Clin Oral Investig. 2023;27(5):1923-35. Epub 20230104.
[12] Ghanaati S, Smieszek-Wilczewska J, Al-Maawi S, et al. Solid PRF Serves as Basis for Guided Open Wound Healing of the Ridge after Tooth Extraction by Accelerating the Wound Healing Time Course-A Prospective Parallel Arm Randomized Controlled Single Blind Trial. Bioengineering (Basel). 2022;9(11). Epub 20221108. 
[13] Sánchez-Labrador L, Bazal-Bonelli S, Pérez-González F, et al. Autogenous particulated dentin for alveolar ridge preservation. A systematic review. Ann Anat. 2023;246:152024. Epub 20221114.
[14] Ramanauskaite A, Sahin D, Sader R, et al. Efficacy of autogenous teeth for the reconstruction of alveolar ridge deficiencies: a systematic review. Clin Oral Investig. 2019;23(12):4263-87. Epub 20190311.
[15] Mahardawi B, Jiaranuchart S, Dhanesuan K, et al. The clinical efficacy of the allogenic demineralized dentin matrix graft for implant placement: a systematic review. Oral Maxillofac Surg. 2023. Epub 20230630.
[16] Li Y, Zhou W, Li P, et al. Comparison of the osteogenic effectiveness of an autogenous demineralised dentin matrix and Bio-Oss® in bone augmentation: a systematic review and meta-analysis. Br J Oral Maxillofac Surg. 2022;60(7):868-76. Epub 20220329.  
[17] Kämmerer PW. Wachstumsfaktoren und Knochenersatzmaterialien - bisher und in Zukunft. wissen kompakt. 2020(2):47.
[18] Shanbhag S, Kampleitner C, Al-Sharabi N, et al. Functionalizing Collagen Membranes with MSC-Conditioned Media Promotes Guided Bone Regeneration in Rat Calvarial Defects. Cells. 2023;12(5). Epub 20230228.
[19] Shanbhag S, Rana N, Suliman S, et al. Influence of Bone Substitutes on Mesenchymal Stromal Cells in an Inflammatory Microenvironment. Int J Mol Sci. 2022;24(1). Epub 20221227.  
[20] Shanbhag S, Suliman S, Pandis N, et al. Cell therapy for orofacial bone regeneration: A systematic review and meta-analysis. Journal of Clinical Periodontology. 2019;46(S21):162-82.
[21] Lin Z, Nica C, Sculean A, et al. Positive Effects of Three-Dimensional Collagen-Based Matrices on the Behavior of Osteoprogenitors. Front Bioeng Biotechnol. 2021;9:708830. Epub 20210721. 

Titelbild: Natali_Mis - istock.com