dc.contributor.author
Friedmann, Anton
dc.date.accessioned
2018-06-08T01:16:16Z
dc.date.available
2008-10-08T07:40:00.194Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/13172
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-17370
dc.description.abstract
Die Erfolgs- und Überlebensstatistiken dentaler enossaler Implantate erreichen
einen Wert von über 90% in einem Zeitraum von ca. 15 Jahren. Diese hohe
Vorhersagbarkeit und die generelle Zuverlässigkeit der Behandlungsmethode
lassen das Indikationsspektrum stetig breiter werden. Viele lokale, aber auch
systemische Erkrankungen, die vor einem Jahrzehnt als absolute
Kontraindikationen angesehen wurden, werden mittlerweile als vorübergehende
Kontraindikationen eingestuft. Die Situationen, die aufgrund eines
progredienten Knochenabbaus zunächst eine Implantation nicht erlauben, werden
regelmäßig mit Hilfe von Knochen augmentierenden Verfahren für eine
Implantatpositionierung vorbereitet. Diese Erweiterung des
Behandlungsspektrums begründet einen Forschungszweig, der sich mit dem
Metabolismus des Knochens und mit der Biologie der Knochenzellen beschäftigt.
Die regenerative Ausheilung eines Knochendefektes im Bereich des
Alveolarknochens ist unter Anwendung unterschiedlicher Materialien möglich.
Entscheidend ist, eine Auswahl und die weitgehend optimale Kombination der
verfügbaren Materialien zu treffen, um die Zuverlässigkeit des Verfahrens und
die Prognose der enossalen Implantate zu gewährleisten. Wir untersuchten
klinisch und histologisch eine kreuzvernetzte Kollagenmembran in Kombination
mit einem Knochenersatzmaterial bovinen Ursprungs bei der präimplantologischen
Augmentation zahnloser Kieferabschnitte. Die klinischen Beobachtungen zeigten
eine komplikationsarme Einheilung der Weichgewebe in den Operationsgebieten.
Die verwendete Kollagenmembran erwies sich als eine sichere Barriere und
führte selbst im Falle einer Freilegung nicht zu einer spürbaren
Entzündungsreaktion. In keinem dieser Fälle kam es zu einer vorzeitigen
Intervention, vielmehr haben sich alle exponierten Bereiche durch eine Heilung
per sekundam geschlossen. Die Gewebeakzeptanz einer Kollagenmembran wird
charakterisiert durch die Einlagerungsfähigkeit des Kollagens in das
Weichgewebe; unseren In-vitro-Beobachtungen nach ist diese Eigenschaft für die
Membranfunktion nachrangig. In-vitro zeigten die Osteoblasten, die auf
verschiedenen Membranen positioniert und dabei lediglich durch die Diffusion
ernährt wurden, ähnliche Differenzierungsmuster nach 21 Tagen der
Kultivierung, wie die Zellen im Kontrollmedium. Der neu generierte Knochen,
der an den Knochenersatzmaterialpartikeln appositionell entstanden ist, ist
sowohl unter der neuen Testmembran als auch unter einer als Goldstandard
bekannten e-PTFE-Membran in ähnlich hoher Menge entstanden. Die e-PTFE-Membran
zeichnet sich im Fall einer Exposition dadurch aus, dass eine
Entzündungsreaktion aufgrund der Plaqueadhärenz das ganze
Regenerationsergebnis in Frage stellen kann. Die von uns vorgeschlagene
Kombination verzichtet auf den Zusatz autologen Knochens, da die
osteokonduktiven Eigenschaften des Knochenersatzmaterials als ausreichend
angesehen werden und das augmentative Vorgehen insgesamt vereinfacht werden
soll. Neben einer verlässlichen Qualität ist die räumliche Stabilität des
Augmentationsergebnisses für das Einbringen eines Implantates bei einem
zweiphasigen Verfahren wichtig. Wird an einem eingesetzten Implantat ein
Knochendefizit einzeitig aufgefüllt, sollte die Vorhersagbarkeit der
knöchernen Integration der exponierten Implantatfläche gewährleistet sein.
Erst der Umbau des Augmentats in der Remodeling-Phase während der
Implantatfunktion unter Belastung gibt die endgültige Auskunft über die
Stabilität der erreichten Verhältnisse. Wir haben die Knochenumbau- bzw.
-abbauvorgänge anhand von klinischen Daten sowie der Parameter des
Knochenmetabolismus und der Entzündung an den in einen augmentierten Knochen
eingebrachten Implantaten und – im Vergleich − an natürlichen Zähnen
nachverfolgt. Die Ergebnisse zeigen keine Unterschiede in der Entwicklung der
erhobenen Verlaufsparameter zwischen den eigenen Zähnen und den Implantaten,
die bis zu drei Jahre unter Belastung in einem vorher augmentierten Knochen in
22 Patienten funktionieren. Diese Patienten gehören zu der Gruppe ehemals an
einer Parodontitis erkrankter Patienten, die nach der Therapie dank eines
regelmäßigen Kontroll- und Nachsorgesystems über Jahre als parodontal stabil
anzusehen sind. Die klinischen Entzündungsparameter für die Beurteilung der
Zahnfleisch- und der Taschensituation sind nicht sensitiv genug, um ein
Frühstadium der Entzündungsreaktion zu identifizieren. Die Analyse der
paraklinischen Parameter aus dem Sulkusfluid bietet mit der Auswahl des
Calprotectins die Möglichkeit, die Aktivität neutrophiler Granulozyten zu
erfassen. Da diese Zellen als erste in der Abwehrkette ihre Aktivität steigern
und im Bereich des Zahnsulkus in großer Menge vorhanden sind, kann die
Schwankung der Calprotectinmenge als Marker für eine frühe Entzündungsstufe
verwendet werden. Das Verhältnis zwischen dem im Sulkusfluid enthaltenen
Calprotectin und der Aktivität der Myeloperoxidase, einem für die neutrophilen
Granulozyten charakteristischen Enzym, ist von uns in einer
Longitudinalbeobachtung untersucht worden. Die gefundenen Korrelationen lassen
die Schlussfolgerung zu, dass es sich bei dem im Sulkusfluid gemessenen
Calprotectin um ein von Granulozyten, die durch die Zytokineinwirkung
aktiviert werden, freigesetztes Protein handelt. Künftige Studien müssen an
großen Patientengruppen die Zuverlässigkeit dieses Parameters longitudinal
bestätigen. Neben einem Schnelltest für die Calprotectinbestimmung in den
Stuhlproben für die z.B. an einem Morbus Crohn Erkrankten, der eine
Schnelldiagnostik hinsichtlich einer Rezidiventwicklung ermöglicht, kann über
seine Validierung für das Sulkusfluid nachgedacht werden. Das Risiko der
Entstehung einer Periimplantitis steigt proportional zu der jährlich
wachsenden Zahl der inserierten Implantate. Wenn auch der augmentierte Knochen
– solange weitgehend die Entzündungsfreiheit vorherrscht – stabil bleibt,
leiden im Falle einer persistierenden Entzündung nicht allein die
augmentierten, sondern auch die ortständig vorhandenen periimplantären Gewebe
unter Destruktionserscheinungen. Eine solche Entzündung führt zu einer
mikrobiellen Kontamination der periimplantären Umgebung und der exponierten
Implantatoberfläche. Diese Oberfläche lässt sich mit nur wenig Effizienz
dekontaminieren oder reinigen. Dabei ist erst eine Wiederherstellung der
entzündungsbedingt zerstörten Knochen-Implantatkontakte ein definitives
Therapieergebnis. Hier zeigen die Tierexperimente der letzten Jahre erste
Therapierfolge. Die größten Schwierigkeiten für einen vorhersagbaren
Therapieerfolg stellen Unregelmäßigkeiten rauher Implantatoberflächen dar. Die
Bearbeitung mit Hilfe eines Er:YAG-Lasers bietet die größten Vorteile vor
vielen anderen Alternativen. Die Energie des Lasers lässt die Kühlflüssigkeit
an der Oberfläche verdampfen, die bearbeitete Oberfläche bleibt nahezu
unberührt. Die Wiederanhaftung der vitalen Osteoblasten demonstriert, dass die
Implantatoberfläche nicht nur frei von Bakterien sondern auch effektiv von den
Toxinen befreit wird, wenn unter optimalen Bedingungen gearbeitet werden kann.
Die optimalen Bedingungen bedeuten einen Zugang zur Implantatoberfläche in
einem 90º Winkel. In der klinischen Anwendung ist ein solcher Zugang zu den
tiefen kraterförmigen Knochendefekten an runden Implantatoberflächen selten
möglich. Die klinische Erprobung erbrachte zwar einige positive Resultate,
sofern die Defektmorphologie günstig war, eine klinische Fallserie oder eine
kontrollierte Studie stehen allerdings noch aus. Die weitere Entwicklung
sowohl auf dem Knochenersatzmaterialsektor als auch im Bereich der
resorbierbaren Trägermaterialien, die die Bindungsvalenzen für die Kopplung
von aktiven Molekülen vorhalten, kann die Forschungsaktivitäten sowohl auf dem
Gebiet der Knochenaugmentation als auch dem der Therapie der Folgen einer
periimplantären Entzündung in nächster Zukunft wesentlich beeinflussen.
de
dc.description.abstract
Survival and success rates of dental osseous implants are well documented and
are recorded exceeding a 90% rate for an observation period of more than 15
years. This long-term predictability combined with high safety levels for the
treatment concept explains continuous growth of lists for indications. Various
local and also systemic disorders which had been considered as absolute
contra-indications a decade ago are meanwhile widely accepted being temporary.
Cases sufferring from severe loss of alveolar bone without any possibility of
an implant installation will become now augmented in defficient areas
regularly by means of Guided Bone Regeneration (GBR), transplantation of
autogenous bone, etc. for creating an adaquate recipient site for an implant
placement. These extended treatment modalities gave rise to a whole research
branch investigating bone cell biology and bone metabolism. Various grafting
materials are considered suitable for bone regenerating purposes in defficient
sites. Among all materials available a search for best performing combination
appears likely to further improve the outcomes of the technique and the
prognosis of endsseous implants. Therefore a new cross-linked collagen
membrane has been evaluated clinically and histologically when combined with
Deproteinized Bovine Bone Mineral (DBBM) for augmenting alveolar ridge defects
prior to implant installation. Almost uneventful healing of the soft tissues
in the area of membrane protected grafting was observed clinically. The
collagen membrane we used in the test group prooved suitable barrier
properties and no visible signs of an inflammatory reaction were detectable in
case of dehiscent healing associated with membrane exposure. Furthemore none
of these dehisced sites requested a premature surgical intervention, all areas
exposed healed via secondary epithelization without exception within 2 to 4
weeks. The integration rate of a collagen membrane into soft tissues is
considered to express the grade of biocompatibility. According to our data
from an in vitro experiment this property of a collagen device is secondary to
characterizing its function. Osteoblasts placed on top of different membranes
without any contact to the medium received nutritional support only via
diffusion across membrane material. The results demonstrated similar
differentiation pattern of cells after 21 days of culture in this in vitro
study for all experimental conditions and for controls. A randomized
controlled trial revealed similar amounts of appositionally formed bone around
granules of bone substitute in both, the test group using the collagen
membrane and the control group using ePTFE membranes considered the gold
standard in bone augmentation, respectively. The ePTFE membranes are known to
develop severe inflammatory reaction due to massive accumulation of plaque in
case of soft tissue dehiscency. This inflammatory process can jeopardize the
result of augmentation procedure in general. The combination of DBBM and the
new cross linked collagen membrane we suggested to use without any additives
of autogenous bone due to outstanding osteoconductive properties of the
substitute, thus conducting simplification of the augmenting procedure in
general. Besides the quality of newly gained mineralized tissue, the three
dimensional stability of the area augmented is crutial for implant
installation in a two stage approach. In a one stage approach an exposed
implant surface will be augmented subsequently to implant placement. The
predictability of osseous integration on such an exposed area is crutial to
long term stability and function of this implant. The remodeling of newly
generated mineralized tissue after implants become loaded finally determines
the outcome of augmentation procedure. We monitored such remodeling process
recording clinical parameters and assessing marker levels for bone metabolism
and inflammatory reaction in the peri-implant crevicular fluid obtained at
implants inserted in previously augmented areas. Comparing these parameters
with the levels obtained in natural contralateral dentition in the same group
of patients, the results did not differ statistically significant between
teeth and implants being loaded during past three years in 22 patients. All
patients included were suffering from generalized chronic periodontitis and
underwent periodontal treatment followed by periodontal supportive therapy
program within the Department of Periodontology. Thus, documenting good
compliance and high level of oral hygiene, these patients are facing highly
predictable stability of remaining attachment apparatus and of the implants
integrated. Nevertheless, clinical signs of gingival and periodontal
inflammation are not sensitive enough to tacle an inflammatory onset at early
stages. Therefore the analyses of pre-clinically reacting inflammatory markers
and especially of Calprotectin in the gingival crevicular fluid (GCF) gives a
chance to assess an increasing activity of neutrophile granulocytes. Known to
be a first defense row in the host response cascade, an increase in
granulocyte’s activity reflected by increased levels of Calprotectin in the
GCF may be helpful in determining earliest stages of inflammatory reaction. To
validate the correlation between Calprotectin levels detected in the GCF and
myeloperixidase activity – an enzyme considered characteristic for neutrophile
granulocytes – a longitudinal assessment of both compartments has been
conducted. The correlation co-efficients we could discover supported our
thesis that Calprotectin levels assessed in the GCF are mainly related to
granulocytes which had been activated by increasing levels of pro-inflammatory
cytokines thus secreting increased amounts of the protein. Future studies have
to confirm the validity and predictability of this parameter in greater
cohorts longitudinally. There is a chair side test for determination of
Calprotectin level in faecis for assessment of relapse in Morbus Crohn disease
available. A similar chair side test for longitudinal monitoring of
periodontally involved patients during supportive periodontal therapy may
contribute to improving the diagnostic tools we currently aware of. The risk
to develop a peri-implantitis is constantly increasing as the numbers of
implants inserted are increasing annually. Even though we could demonstrate
the stability of augmented bone in an uninflamed environment, in case of
persisting inflammation not only augmented regions will become affected, but
original peri-implant alveolar bone will suffer destructive processes. Such
persisting inflammation is associated with peri-implant infection and
consecutive contamination of implant surface with microorganisms similar to
those known to have part in onset of periodontitis. These affected implant
surfaces are very difficult to debride and to decontaminate and they suffer
from peri-implantitis if bone areas are involved. Re-osseointegration of such
exposed surfaces with newly created bone-to-implant contacts is an absolute
goal in terms of peri-implantitis treatment. Recent animal experiments show
first successful steps in achieving re-osseointegration. Rough implant
surfaces are the most difficult areas to treat with a predictable outcome. The
surface oblation by means of an Er:YAG laser beam is one of the most promising
options among various treatment strategies. The laser energy evaporates the
cooling fluid on the implant surface without affecting the surface itself. The
re-attachment of osteoblasts demonstrated in vitro indicated that Er:YAG laser
could effectively debride adherent microorganisms from contaminated implant
surfaces and sufficiently decontaminated it from the toxins under optimized
application conditions for the laser beam. The optimized conditions for the
application of a laser beam request a perpendicular access to the surface to
be treated. Therefore the clinical implementation of this method may be
limited since peri-implant infrabony defects are usually narrow and rather
cercumferential to the round diameter of an implant. Although first clinical
cases with appropriate defect morphology turned to be successful there is no
case controlled or randomized controlled study currently available. Further
research efforts should focus at the optimization of bone substitutes and
their osseoconductive and –inductive properties, taking also in consideration
the development of degradable slow release devices containing binding
potentials for bioactive molecules. These research activities may contribute
to the field of bone augmentation as well as to the efficacy improvement in
strategies managing peri-implantitis in future.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Aspekte der Augmentation und des Erhalts des Alveolarknochens um dentale
Implantate bei Parodontalerkrankten
dc.contributor.contact
anton.friedmann@charite.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Thomas Hoffmann
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Peter Eickholz
dc.date.accepted
2008-06-16
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000004204-6
dc.title.translated
Insights into augmenting and maintaining alveolar bone ridge around implants
in periodontally compromized patients
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
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FUDISS_thesis_000000004204
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