Knochenregenerationsprozesse bei sofortbelasteten Mikroimplantaten[*]

Zusammenfassung

Ein großes und oftmals ungelöstes Problem in der Kieferorthopädie ist es, ausgeübte Kräfte zu kompensieren. Dieses erfolgte bisher über Verblockung von Zähnen oder durch extraorale Fixierungen. Es war nicht möglich, einzelne Zahnsegmente zu verschieben, ohne im Abstützungssegment ebenfalls eine Verschiebung vorzunehmen. Die Zahl erwachsener Patienten, die eine kieferorthopädische Therapie wünschen, hat in den letzten Jahrzehnten stark zugenommen. Häufig liegen bei Erwachsenen jedoch pathologische Befunde wie parodontale und endodontische Erkrankungen, Kiefergelenksdysfunktionen und früher Zahnverlust vor. Die Nutzung der natürlichen Dentition zur kieferorthopädischen Verankerung ist daher oft eingeschränkt und extraorale Apparaturen werden aus ästhetischen Gesichtspunkten abgelehnt. Aus diesen Gründen ergibt sich die Notwendigkeit einer Alternative, die eine stabile Compliance-unabhängige Verankerung bietet. Die Verwendung von kieferorthopädischen Mikro- und Miniimplantaten (Titan-Verankerungsschrauben) hat die Therapiemöglichkeiten in der Kieferorthopädie hierbei grundlegend erweitert. Diese wurden in ersten klinischen Studien (meist „Fallberichten”) dargestellt. Klinisch sind jedoch Verlustraten von über 30 % beschrieben. Ein Protokoll über den Zeitpunkt und die Größe der einwirkenden Kraft kann der bisherigen Literatur nicht entnommen werden. Ziel dieser Studie war es, das Einheilungsverhalten an der Knochen-Implantat-Grenzfläche von zwei unterschiedlichen Titan-Mikroimplantaten mit verschiedenartiger Belastung zu untersuchen. Insgesamt wurden 196 Mikroimplantate (98 Abso Anchor® und 98 Dual Top®) in die Unterkiefer von 8 Göttinger Minischweinen inseriert. Jeweils zwei benachbarte Implantate mit definiertem Abstand wurden sofort entgegengesetzt über superelastische Federn mit verschiedenen Kräften belastet (100 N, 300 N oder 500 N). Drei unterschiedliche Insertionstiefen wurden verwendet, hierdurch variierte der Abstand zwischen Implantatschulter und krestalem Knochen (1 mm, 2 mm, 3 mm). Am krestalen Knochen entstanden durch die superelastischen Federn Kräfte, die zwischen 0 bis 900 cNmm (Drehmoment) variierten. Unbelastete Implantate wurden als Referenzen verwendet. Knochengewebereaktionen wurden durch Histologie, Histomorphometrie und Rasterelektronenmikroskopie nach 22 und 70 Tagen Belastung ausgewertet. Implantatverluste konnten in der Gruppe mit einer Belastung von 900 cNmm beobachtet werden. Es konnten während der Belastungsphase in den verschiedenen Gruppen keine Implantatbewegungen gefunden werden. Ein direkter Knochen-Implantatkontakt wurde nachgewiesen. Auf ultrastruktureller Ebene konnte das klinische und histologische Bild einer Osseointegration der inserierten Mikroimplantate gezeigt werden (mit Ausnahme der mit 900 cNmm belasteten Implantate). Während der Untersuchungsperiode wurde eine Zunahme der Knochen-Implantat-Kontaktrate beobachtet. Diese Zunahme war bei 500 cNmm (Abso Anchor®) und 600 cNmm (Dual Top®) statistisch signifikant. Als Schlussfolgerung kann festgestellt werden, dass Mikroimplantate sofortbelastet werden können, entscheidend ist dabei jedoch, dass die krestal einwirkende Kraft ein Drehmoment von 600 cNmm nicht überschreitet.

Abstract

The purpose of this study was to determine the interface reaction of two different titanium micro-implant-systems activated with different load regimens. A total of 196 micro-implants (98 Abso Anchor® and 98 Dual Top®) were placed in the mandible of 8 Göttinger minipigs. Two adjacent implants were always and immediately loaded in opposite direction by various forces (100 cN, 300 cN or 500 cN) through tension coils. Three different distances between the neck of the implant and the bone rim (1 mm, 2 mm, 3 mm) were used. The loads provided by superelastic tension coils (which are known to develop a virtually constant force) led to a range of tip moments of 0-900 cNmm at the neck of the implants. Non-loaded implants were used as a reference. Bone tissue responses were evaluated by histology, histomorphometry and scanning electron microscopy after 22 and 70 days of loading. Implant loss was present in the groups where the load reached 900 cNmm. No movement of implants through the bone was found in the experimental groups, for any of the applied loads. A direct bone-to-implant contact was observed at differently loaded implants. Ultrastructural analysis confirmed the clinical and histologic findings that implants (except when loaded at 900 cNmm) were well osseointegrated after 22 days. An increase in the bone-to-implant contact ratio was observed during the experimental period in the coronal part of the implants in most experimental groups. The difference reeled a level of statistical significance at 500 cNmm (Abso Anchor®) and 600 cNmm (Dual Top®). We conclude that micro-implants cannot only be loaded immediately without impairment of implant stability but many enhance bone formation at the interface when the load related biomechanics do not exceed an upper limit of tip moment at the bone rim.

Schlüsselwörter

Implantat - Osseointegration - Verankerung durch Mikroimplantate/Miniimplantate in der KFO

Key words

implant stability - osseointegration - anchorage by mini-implants/micro-implants in orthodontics

1 Dr. A. Büchter erhielt für diese Studie den Colgate/DGZMK-Forschungspreis fÃŒr Zahnmedizin 2005

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1 Dr. A. Büchter erhielt für diese Studie den Colgate/DGZMK-Forschungspreis fÃŒr Zahnmedizin 2005