Festsitzende Implantatprothetik


Teil 1: Implantatprothetik – aus der Evolution heraus betrachtet

Nur weil ein Verfahren oder Material neu ist, muss es nicht sofort auch besser als Vorangegangenes sein. Gerade für die Implantologie und Implantatprothetik suchten Dr. Dr. Andrea Fischer-Barber und ZTM Petra Streifeneder-Mengele nach Kriterien für die Beurteilung, möglichst unschlagbaren. Im Museum wurden sie fündig: Privatdozentin Dr. rer. nat. habil. Gertrud Rößner erläuterte die Besonderheiten von Säugetierzähnen aus der biologischen Entwicklung heraus. Dies führte zum Anforderungsprofil für implantologische Versorgungen, das im Folgenden näher erläutert wird.

Die Implantologie ist mittlerweile aus dem Therapiespektrum der Zahnmedizin nicht mehr wegzudenken. Erfahrungen liegen nunmehr seit über 50 Jahren vor – genauer gesagt, seit Per-Ingvar Brånemark 1965 die ersten Titanimplantate gesetzt hatte. Sein Patient Gösta Larsson war damit gut vierzig Jahre lang versorgt, bis zu seinem Tod 2006. Eine Fülle an fundierten wissenschaftlichen Studien begleitet die Implantologie, gleichzeitig schreitet die Entwicklung neuer Methoden und Materialien immer schneller voran.

Doch Innovation ist nicht alles! Eine kritische Überprüfung der neuen Trends wird unseres Erachtens immer wichtiger, um möglichen Misserfolgen vorzubeugen und eine hohe Qualität der Versorgungen sicherzustellen.


Dazu eine persönliche Anmerkung von ZTM Petra Streifeneder- Mengele:

„Zuviel Auswahl macht unglücklich“ ...

... dieser Gedanke kommt mir mittlerweile immer öfter bei der Anfertigung von Implantatversorgungen. Vielleicht geht es Ihnen auch so, liebe Kolleginnen und Kollegen: Haben Sie wie ich das Gefühl, es wird immer schwieriger, den Überblick hinsichtlich des enormen wissenschaftlich-technischen Fortschritts und der Vielzahl der Möglichkeiten in unserer schnelllebigen Zeit zu behalten?


Immer mehr neue Materialien, Verfahren und Konzepte prägen unseren Alltag

Uns treibt angesichts dessen die Frage um: Wie langlebig und verträglich sind die Neu- und Weiterentwicklungen für den Patienten? Welchen Nutzen als Zahntechniker habe ich und welche Risiken gehe ich ein? Soll ich beim Bewährten bleiben oder lieber zukunftsorientiert jedem Trend – oder wenigstens einem Teil davon – folgen? Nach mittlerweile 37 Jahren Berufserfahrung in der Zahntechnik drängt sich mir die Frage auf, ob tatsächlich alles und jeder „Fortschritt“ sinnvoll und zum Wohle des Patienten ist. Gerade in der Implantatprothetik stellen sich Misserfolge (Abb. 1 und 2) bei Unkenntnis oder Missachtung von fundierten Studien und Praxiserfahrungen ein.

  • Abb. 1: Diese Röntgenaufnahme verdeutlicht durch den starken Knochenabbau im Unterkiefer die Folgen einer falschen prothetischen Versorgung.
  • Abb. 2: Bei der Detailaufnahme eines dieser Explantate sind der fehlende Randschluss, Zementreste und die nicht reinigbare Gestaltung der Kronen deutlich zu erkennen. Außerdem sind die Implantate zu nah nebeneinander gesetzt worden – ohne Beachtung der biologischen Breite. Periimplantitis war in diesem Fall vorprogrammiert.
  • Abb. 1: Diese Röntgenaufnahme verdeutlicht durch den starken Knochenabbau im Unterkiefer die Folgen einer falschen prothetischen Versorgung.
  • Abb. 2: Bei der Detailaufnahme eines dieser Explantate sind der fehlende Randschluss, Zementreste und die nicht reinigbare Gestaltung der Kronen deutlich zu erkennen. Außerdem sind die Implantate zu nah nebeneinander gesetzt worden – ohne Beachtung der biologischen Breite. Periimplantitis war in diesem Fall vorprogrammiert.

  • Abb. 3: Im paläontologischen Museum München ist ein öffentlich zugänglicher Teil der Bayerischen Staatssammlung für Paläontologie und Geologie in der Nähe des Münchener Königsplatzes zu besichtigen. Von links: Daniela Jost, Dr. Gertrud Rößner, ZTM Petra Streifeneder-Mengele, Dr. Dr. Andrea Fischer-Barber.
  • Abb. 3: Im paläontologischen Museum München ist ein öffentlich zugänglicher Teil der Bayerischen Staatssammlung für Paläontologie und Geologie in der Nähe des Münchener Königsplatzes zu besichtigen. Von links: Daniela Jost, Dr. Gertrud Rößner, ZTM Petra Streifeneder-Mengele, Dr. Dr. Andrea Fischer-Barber.

Wie können wir nun als Team, bestehend aus Zahnärzten, Chirurgen und Zahntechnikern, die neuesten Entwicklungen der Forschung und Industrie nutzen, um solche Misserfolge zu vermeiden? Welche Konzepte und therapeutischen Möglichkeiten versprechen eine neue bzw. natürliche Kaukraft, ungestörte Sprachfunktion und Ästhetik bis ins hohe Alter? Diese Frage stellte ich Dr. Dr. Andrea Fischer-Barber bei einem persönlichen Gespräch zusammen mit der Außendienstmitarbeiterin der Firma Dentsply Sirona, Daniela Jost. Bei diesen Überlegungen kam Daniela Jost auf die Idee, das Thema „Zähne“ aus einem anderen Blickwinkel heraus zu betrachten. Weil sie mit Dr. Gertrud Rößner, Expertin für die Evolution von Säugetierzähnen, Paläontologisches Museum in München, befreundet ist, lag es nahe, Frau Dr. Rößner hierzu zu interviewen (Abb. 3). Ihr Wissen über Zähne machte uns klar, dass es das einzig plausible Vorgehen ist, die natürlichen Verhältnisse zu berücksichtigen – und zwar im Gesamtzusammenhang der biologischen Evolution.

Eine umfassende Kenntnis der Biologie von Zähnen und Gebiss sowie die Frage nach deren natürlicher Funktion sind unumgänglich für eine erfolgreiche zahnmedizinische und zahntechnische Versorgung und sind damit letztlich die Basis für die Erhaltung des Kauapparates. Mit unseren hier dargelegten Ausführungen wollen wir einen Einblick in unsere Zusammenarbeit liefern, deren Ziel die Erarbeitung eines naturkonformen Konzepts für Zahnersatz ist.

Im Folgenden äußert sich PD Dr. Gertrud Rößner:

Ausgangspunkt sind die Zähne und das Gebiss als Evolutionsprodukte

  • Abb. 4: Circa 200.000 Jahre altes Fossil eines Homo sapiens. Zähne mit Teil des Oberkieferknochens. (eigene Aufnahme von Petra Streifeneder-Mengele)

  • Abb. 4: Circa 200.000 Jahre altes Fossil eines Homo sapiens. Zähne mit Teil des Oberkieferknochens. (eigene Aufnahme von Petra Streifeneder-Mengele)
    © Streifeneder-Mengele, Fischer-Barber, Rößner
Das biologische Gebiss-Konzept entstand in einem über 500 Millionen Jahre andauernden Wechselspiel von äußeren und inneren physiologischen Gegebenheiten und ist entsprechend komplex. Kein Teilaspekt, wie z.B. Material oder Funktion, macht Sinn ohne alle anderen. Die Gebissvielfalt unter den Wirbeltieren (und wir Menschen zählen uns natürlich auch zu diesen dazu) verdeutlicht die Fülle an möglichen Konstrukten, aber auch die Zwänge der vorgegebenen Rahmenbedingungen wie Anatomie und Nahrungsspezialisierung.

Mit der Entstehung der Zähne, weit zurück in der Erdgeschichte, eröffnete sich nicht nur eine äußerst effiziente, alternativlos gebliebene Möglichkeit der mechanischen Nahrungsaufbereitung. Auch die Mengen der aufgenommenen Nährstoffe konnten deutlich erhöht werden ... und damit den Weg für eine konstante Aufrechterhaltung der Körpertemperatur (ein wichtiges Merkmal der Säugetiere inklusive des Menschen) ebnen sowie die Zunahme der Körpergröße fördern. Bis dahin war es allerdings ein langer Weg, der Schritt für Schritt zu dem hoch effektiven Organsystem führte, das unser Kauapparat heute darstellt. Die ältesten wissenschaftlichen Belege für den modernen Homo sapiens sind übrigens auch Zähne und ca. 200.000 Jahre alt (Abb. 4).

Echte Zähne sind ein Alleinmerkmal der Wirbeltiere

Zu den Wirbeltieren zählen Fische, Amphibien, Reptilien und Säugetiere ... und auch Vögel, die aber seit 100 Millionen Jahren keine echten Zähne mehr haben. In den zahlreichen Evolutionslinien der Wirbeltiere sind vielfältig angepasste Gebisse entstanden. Die vergleichende Odontologie zeigt uns, dass keine Gruppe so sehr in die Funktionsqualität des Kauapparates investiert hat wie die Säugetiere. Schon bei Fossilien der ältesten bekannten Säugetiere, mit einem Alter von 210 Millionen Jahren, ist dies offensichtlich.

Besonders wichtige Aspekte für die Funktionalität des Säugetiergebisses betreffen die Zahnbefestigung, die Mikrostruktur des Zahnschmelzes, die Differenzierung der Zahnkrone und eine perfekte Okklusion, die nur durch einen einmaligen Zahnwechsel, welcher der Körpergrößenzunahme während des Wachstums geschuldet ist, stellenund zeitweise unterbrochen wird.

Zahnbefestigung

  • Abb. 5: Unterschiedliche Befestigungsarten von Zähnen.

  • Abb. 5: Unterschiedliche Befestigungsarten von Zähnen.
    © Streifeneder-Mengele, Fischer-Barber, Rößner
Alle Wirbeltierzähne vereint, dass diese über Kollagenfasern des Zahnwurzelzementes und der Kieferknochen wechselseitig mit dem Kiefer verbunden sind (Parodontium, engl. periodontium). Zusätzlich haben die Säugetiere die Zahnwurzeln tief in Kieferalveolen implementiert, was sie markant von den auf den Kieferknochen aufgesetzten Zähnen der Fische, Amphibien und Reptilien unterscheidet. Diese Art der Zahnbefestigung gewährleistet eine hochwirksame und flexible Halterung, die Brüchen bei starker Kaubelastung effektiv vorbeugt. Gleichzeitig sorgt die an den Zahnhals anliegende Gingiva dem Eindringen von Bakterien in die Alveole vor und schützt die zahnschmelzfreien Wurzeln (Abb. 5).

Zahnschmelz-Mikrostruktur

Herausragend ist auch die Härte des Säugetier-Zahnschmelzes. Die hochgradig organisierte Mikrostruktur des Hydroxylapatits macht den Zahnschmelz der Säugetiere zum härtesten Biomineral der Welt und enorm resistent gegenüber Abrieb. Eine Studie der U.S.-amerikanischen Bundesbehörde National Institute of Standards and Technology (NIST) belegt, dass die sperrholzartig verwobenen Kristallprismenbündel das tiefe Eindringen von äußerlich forcierten Rissen verhindern.

Zahnform und Position

Sowohl die starke Differenzierung der Zahnkronen, die eine perfekte Okklusion (mit Schlüssel-Schloss-Prinzip von Ober- und Unterkieferzähnen) möglich macht, als auch die Gebissstrukturierung in Front-, Seiten- und Eckzähne (Heterodontie) machen unseren Kauapparat zu einer äußerst effizienten Funktionseinheit (Abb. 6-8). Diese generellen Merkmale zeigen innerhalb der Säugetiere eine enorme Variationsbreite, angepasst an die unterschiedlichen Nahrungsquellen in verschiedenen Lebensräumen, und reichen von wenig differenzierten (z.B. Erdferkel, Gürteltier) über komplexe (z.B. Raubtiere, Hirsche) bis zu vereinheitlichten (z.B. Elefanten, Pferde, Zahnwale) Konstrukten sowie Fleisch-, Pflanzen- und Allesfresser.

  • Abb. 6: Schädel eines Fuchses (Vulpes vulpes) mit langem Gesichtsschädel vor dem Hirnschädel. Das Gebiss ist heterodont – es besteht aus unterschiedlich ausgebildeten Zahngruppen.
  • Abb. 7: Unterer Backenzahn eines afrikanischen Elefanten (Loxodonta africana).
  • Abb. 6: Schädel eines Fuchses (Vulpes vulpes) mit langem Gesichtsschädel vor dem Hirnschädel. Das Gebiss ist heterodont – es besteht aus unterschiedlich ausgebildeten Zahngruppen.
  • Abb. 7: Unterer Backenzahn eines afrikanischen Elefanten (Loxodonta africana).

  • Abb. 8: Im Vergleich dazu ein homodontes Gebiss (Dinosaurier-Modell).
  • Abb. 8: Im Vergleich dazu ein homodontes Gebiss (Dinosaurier-Modell).

Okklusion, Zahnwechsel und Zahnabrieb

Im Gegensatz zum schier unendlich oft möglichen Zahnwechsel bei Fischen, Amphibien und Reptilien sind Säugetiere diphyodont. Sie entwickeln nur zwei Dentitionen, im Juvenil- und Adultgebiss, die wiederum durch nur jeweils einen Zahnwechsel ersetzt werden. Was auf den ersten Blick als Nachteil erscheinen mag, stellt sich auf den zweiten Blick als Okklusion erhaltende Gegebenheit dar. Der besonders widerstandsfähige Zahnschmelz und die schockabsorbierende Zahnbefestigung im Kieferknochen kompensieren die Bruchgefahr, wie sie bei anderen Wirbeltieren allgegenwärtig ist und regelmäßigen Ersatz erforderlich macht. Eine echte Okklusion findet sich außer bei den Säugetieren nur noch in annähernder Form bei einer Gruppe der Dinosaurier.

Während der Okklusion führt Kontakt zwischen Nahrungspartikeln und Zähnen, aber auch der Zahnantagonisten, zu Abrieb. Es entstehen Kaufacetten und mikroskopisch feine Oberflächenspuren, die Verlust von Zahnsubstanz bedeuten. Beides ist funktionsbedingt unvermeidlich und wurde im Verlauf der Evolution längst „eingeplant“. Die Entstehung der Facetten bedeutet die ideale Funktionskalibrierung des individuellen Gebisses. Für die volle Funktionstüchtigkeit der frisch eruptierten Zähne der rohpflanzenfressenden Säugetiere werden sogar die Schmelzspitzen gekappt – und erst dann entsteht die funktionstüchtige Okklusalfläche mit Schneidekanten aus Schmelz. Übermäßigem Abrieb durch besonders abrasive Nahrung (z.B. Gras) wirkte die Evolution mit besonders hochkronigen Zähnen entgegen (z.B. Rind, Pferd, Elefant). Diese komplexe Feinabstimmung ist auch nur bei Diphydontie möglich: Frische Ersatzzähne sind in das eingespielte System nicht mehr reibungslos zu integrieren.

Im Vergleich zu anderen Säugetieren ist das Gebiss des Menschen mit seinen niederkronigen, mehrhöckrigen Backenzähnen und kleinen Eckzähnen eher weniger spektakulär. Doch die Zusammendrängung der Bezahnung auf einen engen Zahnbogen ist einzigartig. Sie ist eine Folge der besonderen Schädelarchitektur mit verkürztem Gesichtsschädel und dessen Positionierung unterhalb des großen Gehirnschädels. Im Gegensatz dazu stehen die langen Gesichtsschädel vor den Gehirnschädeln bei allen anderen Säugetieren. Beim Menschen spielen der aufrechte Gang und die Vergrößerung des Gehirns eine Rolle. Eine zunehmende Verkleinerung des Unterkiefers seit der Zeit der Frühmenschen vor vier Millionen Jahren wird auf die Reduzierung von Kaumuskelmasse zurückgeführt, die weniger Muskelansatzfläche braucht. Die Vielzahl der Abriebfacetten im menschlichen Gebiss lässt wiederum auf eine sehr komplexe Kaubewegung und Feinabstimmung der einzelnen Muskelstränge schließen.

Vielen Dank, Frau Dr. Rößner!

Schlussfolgerungen, die die Evolution uns nahelegt

Basierend auf den soeben erläuterten Eigenschaften bei Säugetierzähnen im Allgemeinen und bei menschlichen Zähnen im Besonderen kommen wir zu folgendem Fazit für eine naturkonforme Implantatversorgung beim Menschen:

  • Da das Gebiss einer ständigen funktionellen Anpassung unterliegt, sollte das Abrasionsverhalten der natürlichen Zähne auch beim Zahnersatz möglich sein.
  • Da der harte, widerstandsfähige Zahnschmelz es möglich macht, nahezu lebenslang mit einer Gebissgeneration auszukommen, die Zahnersatzmaterialien in dieser Hinsicht der Natur aber nicht das Wasser reichen können, sollte auf eine Reparaturfähigkeit geachtet werden.
  • Da bei den starr verankerten Implantaten sowohl Schockabsorption als auch Ausweichmöglichkeit bei Druck- und Scherkräften nach dem Vorbild der Natur fehlen, sollte bei der Anfertigung viel Wert auf eine stabile Okklusion und eine dämpfende Wirkung der verwendeten Materialien gelegt werden.
  • Die Stellung und Größe der Implantate sollten so naturnah wie möglich sein, um eine optimale Kraftverteilung in den Knochen sicherzustellen. Dabei sollte sich der Zahnersatz so einfügen, dass weder die Zunge noch die Sprachbildung beeinträchtigt werden und eine optimale Reinigung möglich ist.

Abgeleitete Kriterien für die Implantattherapie

Unser Team-Konzept (Zahnmedizin und Zahntechnik) für die bestmögliche Implantattherapie besteht deshalb aus folgenden Bausteinen:

  1. Erhalt der natürlichen Strukturen,
  2. die abgestimmte Materialwahl,
  3. Rekonstruktion natürlicher Verhältnisse.

Das oberste Ziel einer zahnmedizinischen Therapie einschließlich Prothetik sollte die Erhaltung der natürlichen Strukturen sein.

Am Fallbeispiel einer Sofortversorgung soll in der Fortsetzung dieses Beitrags in der Septemberausgabe 2018 des Zahntechnik Magazins gezeigt werden, wie Gewebe und Knochen erhalten bleiben können.

weiterlesen

Die nächste Ausgabe erscheint am 10. September!

Die aktuelle Ausgabe

Besuchen Sie uns doch mal auf unserer Facebookseite! Wir freuen uns über jeden Like und sind gespannt auf Anregungen, Kommentare, Kritik und Ideen für neue Themen!

Hier geht's direkt zur Seite