Knochenaufbau - Knochenersatzmaterial

Frauen Mund mit schönen Zähnen beißt in ein ImplantatFotolia - Seemensch

Implantat und schöne Zähne

Wieso beschäftigen wir uns mit Knochenersatzmaterialien?

Es existieren zwar eine Menge Studien über diese Themen in der Fachwelt, jedoch sind die meisten Studien inhaltlich schlecht aufgebaut, entsprechen somit nicht den Evidenz basierten medizinischen Richtlinien. Zudem werden die verschiedenen Knochenersatzmaterialien leider häufig von Ordinarien (Chefs von klinischen Abteilungen der Universität) und Primarien (Chefs von Spitälern) vertrieben, die an den Umsätzen dann häufig direkt oder indirekt beteiligt sind. Die „objektive“ Auskunft ist deshalb häufig eingetrübt. Wir wollen hier verschiedene Einblicke geben.

Implantate und Knochenaufbau!

Des Öfteren wird aufgrund einer langen unbehandelten Parodontitis, oder lange zurückliegendem Zahnverlust und nichtbehandeln der Zahnlücke die Diagnose „Alveolaratrophie“, also der Verlust  des zahntragenden Knochenteiles des Ober- oder Unterkiefers gestellt.

Auf dem übriggebliebenen Kieferknochen ist eine erfolgreiche Setzung von Zahnimplantaten meist nicht mehr möglich, da Nerven oder Nasennebenhöhlen beeinträchtigt werden würden. Für den Halt von Zahnimplantaten ist eine gewisse Knochenbreite notwendig.

Die Lösung ist der Knochenaufbau, der mit körpereigenen oder Fremdmaterial durchgeführt werden kann. Körpereigenes Material ist mit zusätzlichen Operationen verbunden, wodurch sehr oft auf Fremdmaterial zurückgegriffen wird.

Welches Knochenmaterial verwendet man für einen Knochenaufbau am besten?

Eine grobe Faustregel – umso ähnlicher der Spenderknochen zum menschlichen ist, umso besser heilt er ein. Am besten heilt zurzeit eigener Knochen ein – wenn der Knochenblock nicht eine gewisse Größe überschreitet, dann muss der Block mikrovaskulär transplantiert werden.

Ärzte beobachteten bei Knochentransplantationen, dass sobald der transplantierte Block eine gewisse Größe überschritt, der Körper nach einigen Monaten sehr viel vom transplantierten Knochenblock wieder resorbierte. Lange Zeit war nicht klar wieso, heute weiß man über diese Vorgänge gut Bescheid – der Grund hierfür ist folgender: In dem transplantierten Knochenblock befinden sich ja Zellen – eben Knochenzellen. Solange der Knochen ganz ist, werden die Zellen sehr gut mit Nährstoffen von kleinen Gefäßen versorgt. In dem Moment, in dem der Knochenblock entnommen wird, werden die darin befindlichen Zellen von der Nährstoffzufuhr abgeschnitten. Bei einem kleinen Block werden die Zellen bald nach der Transplantation aufgrund von Diffusion von der neuen Umgebung mit Nährstoffen versorgt. Durch Diffusion können also Zellen im inneren von kleinen Knochenblöcken überleben und zwar so lange, bis wieder neue Gefäße eingewachsen sind. Ist der Knochenblock aber zu groß, dann reicht die Diffusion nicht aus um die innersten Zellen im Knochenblock zu erreichen, zudem dauert es Tage bis neue Blutgefäße ins Innere des Knochenblockes einwachsen. Für die Zellen im Inneren des Blockes dauert dies zu lang – die Zellen sterben ab. Das absterben der Zellen ruft später wiederum eine Immunreaktion hervor, denn das Immunsystem baut tote Zellen ab, dabei kommt es aber auch zu einem Knochenabbau. So ist auch eine Besiedelung von künstlichen Knochen mit körpereigenen Zellen (Blutzellen) sinnlos.

Entweder nimmt man gereinigten menschlichen Knochen, oder aber  man verwendet tierischen Knochen – z.B. vom Rind. Daneben gibt es noch Knochenersatzmaterialien wie z.B. von der Alge, oder synthetische Produkte. Synthetische Knochenersatzmaterialien heilen noch am langsamsten ein, wobei hier nach wie vor intensiv geforscht wird und die Entwicklung sehr schnelle Sprünge macht.

Die Besiedelung von Spenderknochen mit z.B. Ihren Zellen, bringt gar nichts. Das  vermengen des Spenderknochen z.B. mit Ihrem Blut dient hauptsächlich der besseren Verarbeitung des Materials während der Operation, ob es zu Einheilung was nützt ist fraglich.

Woher stammen menschliche Knochenprodukte, Knochenspenden?

Menschlicher Knochen- oder allgemein Gewebe wird in der Regel von Leichen oder als Nebenprodukt von Operationen (z.B. bei Schenkelhalsbrüchen) gewonnen. Die Gewebe- und Knochenentnahme wird durch nationale und internationale Gesetze üblicherweise streng geregelt und überwacht. So ist es zum Beispiel nicht möglich Material, das bei einer Operation anfällt, ohne Einwilligung des Patienten zu verwenden, da es rein rechtlich gesehen „Eigentum“ des Patienten ist.

Bei Toten sieht die Rechtslage je nach Land unterschiedlich aus. Viele Länder haben eigene Spenderregister, in die sich Menschen zu Lebzeiten eintragen müssen, damit ihnen nach ihrem Tod Organe und Gewebe entnommen werden dürfen. Andere Staaten gehen den gegenteiligen Weg. Sie besitzen ein Widerspruchsregister, d.h. grundsätzlich dürfen von jedem Verstorbenen Organe und Gewebe entnommen werden, solange er/sie sich zu Lebzeiten NICHT in das Widerspruchsregister eintragen ließ.

Diese Tatsache mag Ihnen makaber erscheinen, doch es liegt auf der Hand, dass durch diese Vorgehensweise weitaus mehr Organe und Gewebe verfügbar sind und dadurch Menschenleben durch Organtransplantationen und Krankheiten durch Gewebetransplantationen gerettet/gelindert werden können. Nebenbei erwähnt dürfen solche „Entnahmen“ nur von staatlich gemeldeten und kontrollierten Institutionen durchgeführt werden!

Knochenaufbau – Krankheitsübertragung durch Knochenersatzmaterial möglich?

Rinderknochen wird beim Menschen häufig zum Knochenaufbau verwendet. Ist eine Ansteckung durch diesen Knochen mit Prionen möglich? Eine generelle Aussage kann hier so nicht aufgestellt werden, denn es kommt immer auf das Verfahren an, wie der Knochen gewonnen, behandelt und verpackt wird.

Das in Europa am häufigsten verwendete Knochenaufbaumaterial ist Bio-Oss® der Firma Geistlich. Das „xenogene“ (bedeutet tierische) Knochenersatzmaterial Bio-Oss ist deproteiniert, das heißt, dass alle Proteine des Knochens entfernt wurden, zurück bleibt das Kalkgerüst. Es ist umfassend in der wissenschaftlichen Literatur beschrieben und wurde in einer Studie 2003 als das meistverwendete Knochenersatzmaterial überhaupt identifiziert. Das deutsche Bundesamt für Arzneimittel hat diesbezüglich mitgeteilt „Wir können Ihnen aber nunmehr mitteilen, dass die Fa. Geistlich den Nachweis erbracht hat, dass die zur BSE-Erreger-Inaktivierung geeigneten Bedingungen an allen Stellen der damit behandelten Knochenblöcke erreicht werden. Aufgrund dieses Nachweises wurde auch durch den für die Beurteilung von Bio-Oss zuständigen „Notified Body“ für die EU festgelegt, dass die Firma bis Ende September 2004 zusätzlich zum sog. „CE-„Zertifikat“(Grundlage der Verkehrsfähigkeit des Produktes überhaupt) ein „Zusatzzertifikat“ erhält, welches Undenklichkeit in Bezug auf das Risiko der Übertragung einer spongiformen Entzephalopathie (z.B. Prionenerkrankung) bescheinigt. Daher können wir Ihnen auch auf der Basis unserer heutigen Erkenntnisse noch einmal bestätigen, dass es keinen Grund für die Annahme gibt, dass das Bio-Oss Knochenersatzmaterial bedenklich sein könnte.“

Aufgrund dieser Belege und der Stellungnahme des Bundesamtes für Arzneimittel und Medizinprodukte stellt sich für dieses Produkt die Frage nach dem Übertragungsrisiko von Prionen (einstweilen) nicht mehr.

Fremdes menschliches Knochenmaterial für Knochenaufbau?

Welches Material wir uns auch von ethischer Seite wünschen, biologisches Material hat derzeit weitaus bessere Endergebnisse als synthetisches. Bezüglich Knochenaufbau finden Sie einige Artikel, Filme und Forenbeiträge, in diesem Blog stellen wir Ihnen kurz ein neues innovatives Verfahren vor, mithilfe dessen menschlicher Knochen für Knochenspenden vorbereitet wird! Wir bleiben beim menschlichen Spenderknochen.

Bisher wurde und wird  Spenderknochen mit flüssigen Lösungsmitteln gereinigt. Das Problem dabei ist, der Knochen wird nie zu 100% rein, es bleiben immer Zellreste im Knochenblock zurück. Diese Zellreste im Knochenblock werden sobald der Knochen eingesetzt ist, vom Immunsystem des Empfängers durch eine Entzündungsreaktion abgebaut, leider geht dabei auch der transplantierte Knochen verloren. Nun reinigt eine Firma in Europa den Knochen nicht mit Lösungsmittel, sondern mit hochkritischem CO2.

Hochkritisch bedeutet, dass das CO2 weder flüssig noch gasförmig vorliegt, es ist in einem Aggregatzustand der zwischen diesen beiden Zuständen (flüssig/gasförmig) liegt. Einfacher erklärt, Sie kennen H2O im festen Aggregatzustand – das ist Eis, im flüssigen ist es Wasser und im gasförmigen ist es Wasserdampf. Hochkritisch ist die Bezeichnung für einen Aggregatzustand, der zwischen den bekannten Zuständen liegt. Im hochkritischen Zustand behält das CO2 die hervorragenden fettlöslichen Eigenschaften des flüssigen CO2, aber auch die exzellenten Diffusionseigenschaften des gasförmigen CO2.

Bild checkenDas Ergebnis dieses Reinigungsverfahrens ist ein bis in die letzte Pore hochreiner Knochen, der ist weiß, im Vergleich dazu ist herkömmlich gereinigter Knochen gelblich. Das reine Kalkgerüst des Knochens, Hydroxylapatit, ist weiß! Diesen Knochen kann man mit einem Antibiotikum inkubiert kaufen, dadurch erspart man sich die Antibiotika Einnahme.

Kieferknochen Aufbau mit Hilfe von Beckenkamm Knochen Transplantationen sind in der zahnärztlichen Chirurgie nicht mehr notwendig, da es sehr gute Knochenersatzmaterialien gibt. Durch lange Zahnlosigkeit und/oder Parodontitis kommt es zu einem Abbau des Kieferknochens. Häufig ist dann für die Verankerung eines Implantates zu wenig Platz. Lange Zeit verwendete man Knochenblock Transplantate vom Becken um Kieferknochen wieder aufzubauen. Man entnahm einfach vom Becken einen Knochenblock und befestigte diesen mit Schrauben am Kieferknochen – mit sehr unterschiedlichem Erfolg.

Verschiedene Knochenaufbau Fachausdrücke

Unter Onlayaugmentation versteht man eine spezielle Technik bei einer Knochenaufbauoperation, bei der es zu einer Erhöhung des Alveolarkammes kommt. Der fehlende Knochen wird mithilfe eines aufgelagerten Knochenblocks – Onlay (dieser kann ein Spenderknochen oder aber auch eigener Knochen z.B. vom Kinn sein) ausgeglichen. Nach einigen Wochen ist der transplantierte Block eingeheilt und eine Implantatversorgung ist möglich.

Die Sinuslift Operation ist eine sogenannte Inlayplastik – also genau das Gegenteil, hier wird der Knochen nach Innen – in diesem Fall zwischen Eigenknochen und Kieferhöhlenschleimhaut eingebracht. Die Höhe des Alveolarkammes nach außen bleibt bei diesem Verfahren unverändert.

Trotz genauer Planung kann es vorkommen, dass Implantate in die Kieferhöhle ragen. Wichtig ist, dass Sie informiert werden, viele Patienten bekommen die Zahnimplantate gesetzt und wissen gar nicht, dass die Kieferhöhle dabei verletzt wurde. Die Gefahr in solchen Situationen ist, dass wenn es zu einer Nasennebenhöhlen Entzündung kommt, z.B. im Zuge eines banalen Schnupfens, die Implantate aufgrund der fehlend schützenden  Knochenschicht infiziert theoretisch infiziert werden könnten. EBM Studien zu diesem Thema sind z.Zt. keine bekannt.

Forscher mit Reagenzgläser© Dan Race - Fotolia.com

Forscher

Zusammenhang von Knochenstoffwechsel, Gewicht und Sexualfunktion

Leptin – ein Botenstoff, der unser Körpergewicht, unsere Sexualfunktion und den Knochenstoffwechsel reguliert! Lange Zeit konzentrierte man sich nur auf lokale Wirkungen von Hormonen, komplexe Funktionsvernetzungen blieben so meistens unerkannt. Leptin galt lange Zeit als ein lokal stimulierendes Hormon, was den Knochenstoffwechsel betrifft, die wahre Bedeutung wird jetzt erst durch neuere Studien klar. In diversen Studien konnte gezeigt werden, dass dieses Hormon zentral (vom Hirn aus) unseren gesamten Stoffwechsel maßgeblich beeinflusst. So wird die Biologie unserer Reproduktion, des Knochenstoffwechsels und unser Körpergewichts allgemein, durch Leptin reguliert, wobei dieses Hormon peripher eine entgegengesetzte Wirkung hat, als zentral!

Leptin wirkt peripher stimulierend, zentral aber hemmend auf den Knochenstoffwechsel

Wie lässt sich diese unterschiedliche Wirkung von Leptin erklären? Wenn Nahrungsmangel besteht führt der rasche Abfall von Leptin zur Aktivierung der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren Achse, mit resultierendem Anstieg von katabolen Hormonen wie Kortisol und gleichzeitiger Hemmung der Schilddrüsen- und Gonadenfunktion. In Menschen kommt es auch noch zu einem Anstieg von Wachstumshormon und Abfall der Insulin ähnlicher Botenstoffe (IGF-1).

Diese Änderungen bei Nahrungsmangel erscheinen durchaus sinnvoll, denn so werden die Reproduktion und der Grundumsatz allgemein gedrosselt und durch Abfall von IGF-1 werden anabole Effekte (Muskelaufbau) zusätzlich gestoppt. Dies alles würde aber zwangsläufig auch zu vermehrten Knochenabbau führen, ein Umstand der fatale Auswirkungen hätte.

Die Natur hat dieses Problem durch einen zentralen modulierenden Prozess gelöst, welcher bei Leptin Abfall, den Knochenabbau stoppt, im Gegenteil sogar, der Leptin Abfall im Hirn wirkt sich sogar positiv auf den Knochen aus. Zentral bewirkt nämlich der Leptinabfall über eine neuronale Verschaltung eine Hemmung des Knochenabbaus. Diese zentrale Steuereinheit überwiegt die lokalen Wirkungen der übrigen Hormone. Wenn dem Organismus wieder reichlich Nahrung zur Verfügung steht, dann werden dies Mechanismen rückgängig.

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