Weichgewebeintegration von Zirkonimplantaten

EINLEITUNG

In der Implantologie war in den ersten Jahrzehnten die biologische Stabilisierung des Implantats im umgebenden Knochen (Osseointegration) das wichtigste Ziel für Ärzte, Wissenschaftler und Patienten. Durch die Entwicklung mikrorauer Oberflächen wurden Implantate aus Titan und  Titanlegierungen zur routinemäßigen und extrem zuverlässigen Behandlungsoption der Zahnheilkunde, da ihre  Osseointegration sowie ihr klinisches Abschneiden deutlich verbessert wurden (Röhling et al. 2015). Heute haben sich die Ansprüche der Patienten an die Implantologie verändert. Neben der erfolgreichen Osseointegration ist insbesondere im oberen Frontzahnbereich das ästhetische Ergebnis noch wichtiger. Hinsichtlich der rosa Ästhetik, wie dem Weichgewebesaum und der Bildung einer interdentalen periimplantären Papille, ist ein gesundes und konstantes vertikales periimplantäres Weichgewebevolumen – das der biologischen Breite entspricht – sehr wichtig. Aus parodontaler Sicht haben die gingivalen Gewebe an Implantaten eine ähnliche Barrierefunktion wie die dentogingivalen Gewebe an Zähnen und tragen dazu bei, bakterielle periimplantäre Krankheiten zu verhindern (Berglundh et al. 1991). Somit ist die Integration der periimplantären Weichgewebe – Epithel und Bindegewebe – genauso wichtig wie die Osseointegration (Cochran et al. 1997). In den letzten Jahren wurden aufgrund der steigenden Nachfrage nach metallfreien Rekonstruktionen seitens der Patienten Keramikimplantate aus Zirkondioxid (Zirkon, ZrO2) eine gangbare und evidenzbasierte Behandlungsoption. Aktuelle Marktanalysen sind sogar zu dem Schluss gekommen, dass Keramikimplantate zu einer Wende in der Implantologie führen könnten. Die erste Generation der Zirkonimplantate hatte eine recht glatte Oberfläche und daher schlechtere Überlebensraten als die etablierten Titanimplantate (Röhling et al. 2016). Später wurden die Herstellungsverfahren verbessert, sodass bruchfeste, mikroraue  Zirkonimplantate entstanden. Experimentelle und klinische Studien ermittelten bei der letzten Generation der Zirkonimplantate mit einer mikrorauen Oberfläche eine ähnliche osseointegrative Kapazität und vergleichbare klinische Ergebnisse wie bei mikrorauen Titanimplantaten (Gahlert et al. 2016; Grassi et al. 2015; Janner et al. 2017). Empirie und klinische Erfahrung bestätigen stabile und gesunde periimplantäre Weichgewebebedingungen an Zirkonimplantaten (Abb. 1 und 2); möglicherweise sind sie Titanimplantaten hinsichtlich der rosa Ästhetik überlegen. Allerdings gibt es nur wenige evidenzbasierte Daten über die Weichgewebeintegration an Zirkonimplantaten.

WEICHGEWEBEINTEGRATION AN TITANIMPLANTATEN

Qualitativ finden sich an Titanimplantaten die typischen epithelialen und gingivalen Strukturen, die auch an den Zähnen vorhanden sind. Das Epithelgewebe besteht aus keratinisiertem oralem Epithel, das oben auf der Papille in ein nicht keratinisiertes Sulkusepithel übergeht, und einem Saumepithel mit direktem Kontakt zur Implantatoberfläche. Unter dem Saumepithel befindet sich gingivales Bindegewebe, das den Knochen vom Epithel trennt. Die Summe des vertikalen Volumens des Sulkusepithels, das aus Sulkustiefe (SD), Saumepithel (JE) und Bindegewebekontakt (CTC) besteht, entspricht der biologischen Breite (BW) (Cochran et al. 1997). Die Weichgewebeintegration beginnt in der ersten Woche nach der Implantation, wenn Granulozyten das periimplantäre Blutgerinnsel infiltrieren und von den Leukozyten in einem dichten Fibrinnetz ein initiales Mukosasiegel erzeugt wird. Zwei Wochen nach der Operation wird ein zellreiches, stark vaskularisiertes Bindegewebe gebildet. Gleichzeitig sind die ersten Zeichen eines Saumepithels zu erkennen. Vier Wochen nach der Implantation verlängert sich das Saumepithel, bis es etwa 40 % des mukosalen Kontaktbereichs ausmacht, während sich das Bindegewebe besser organisiert hat und große Anteile aus Kollagen und Fibroblasten enthält. Die Bildung des Übergangsepithels ist 6–8 Wochen postoperativ abgeschlossen. Während dieser Heilungsphase nimmt die Höhe des Übergangsepithels im mukosalen Weichgewebekontaktbereich zu, während das Bindegewebevolumen abnimmt. Etwa 6–12 Wochen nach der Implantation kommt es zu einer weiteren Reifung des Bindegewebes, die am Vorhandensein von Fibroblasten, ein paar vaskulären Strukturen

und Kollagenfasern zu erkennen ist, die überwiegend parallel zur Implantatoberfläche ausgerichtet sind (Berglundh et al. 2007). Experimentelle Studien ermittelten an nicht gedeckt einheilenden einteiligen Titanimplantaten auf Gewebeniveau ähnliche Bindegewebedimensionen wie an natürlichen Zähnen (Cochran et al. 1997). Außerdem besteht kein Zusammenhang zwischen den Bindegewebedimensionen und dem Belastungs- und Operationsprotokoll (gedeckte oder nicht gedeckte Einheilung), wohl aber eine Abhängigkeit von Implantatdesign und Position der Mikrospalte zwischen Implantat und prothetischer Suprakonstruktion (Bakaeen et al. 2009; Hermann et al. 2000; Hermann et al. 2001). Allerdings gibt es widersprüchliche Angaben zum Einfluss des Operationsprotokolls auf die Ausdehnung des epithelialen Attachments nach apikal (Weber et al. 1996). Interessanterweise

weisen einteilige Implantate auf Gewebeniveau Bindegewebedimensionen, ähnlich denen an natürlichen Zähnen, mit einer geringeren Entzündung der periimplantären Gewebe auf als zweiteilige Implantate auf Knochenniveau mit einer horizontalen Anschlagverbindung (Hermann et al. 2001). Außerdem verändern sich die vertikalen Weichgewebedimensionen im Laufe der Zeit (Abnahme von CTC und SD, Zunahme des JEs), wobei die Bindegewebedimensionen insgesamt unverändert bleiben (Hermann et al. 2000). Aus klinischer Sicht ist der Abstand zwischen dem Alveolarkamm am angrenzenden Zahn und dem untersten Punkt des Kontaktbereichs der Krone der für die Papillenhöhe und den Weichgewebesaum wichtigste Faktor (Tarnow et al. 1992). Bei einem Abstand von 5–6 mm wurde die Bildung einer vollständigen Papille beschrieben (Palmer et al. 2007).

BIOLOGISCHE UND MATERIALABHÄNGIGE EINFLUSSFAKTOREN DER WEICHGEWEBEINTEGRATION

Das periimplantäre Saumepithel dient als eine Art Manschette dem biologischen Schutz und bildet ein Siegel gegen subgingivale bakterielle Infektionen, während das Bindegewebe verhindert, dass das Epithel unkontrolliert bis zum Knochenkamm wächst (Berglundh et al. 1991; Cochran et al. 1997). Somit sind die bakterielle Adhäsion, klinische Entzündungszeichen oder Entzündungszellen im  periimplantären Weichgewebe und periimplantären Blut relevant für die Weichgewebeintegration. Experimentell wurde bei der Untersuchung verschiedener Typen von maschinierten und mikrorauen Oberflächen von Zirkon- und Titanimplantaten an Zirkon ein signifikant geringerer Biofilm gebildet (Röhling et al. 2017). Außerdem wanderten nach zweimonatiger Beobachtung bei Einheilkappen aus Zirkon signifikant weniger infiltrierende Leukozyten in das periimplantäre Epithel ein als bei solchen aus Titan (Welander et al. 2008). Zu ähnlichen Ergebnissen kam eine klinische Studie nach einer belastungsfreien Einheilphase von sechs Monaten. In den periimplantären Weichgeweben von Einheilkappen aus Titan fanden sich häufiger mit Entzündungen assoziierte Prozesse als bei Einheilkappen aus Zirkon. Diese Ergebnisse gingen mit einer vermehrten Anzahl von Bakterien an Titan im Vergleich zu Zirkon einher (Degidi et al. 2006). Außerdem fand sich in den periimplantären Weichgeweben an Zirkonabutments eine deutlich höhere Mikrozirkulation als bei Titanabutments und es wird ein Vorteil hinsichtlich des Erhalts der Immunfunktion des periimplantären Weichgewebes angenommen (Kajiwara et al. 2015).

Wichtig ist, dass die letztgenannten Studien Abutments, Einheilkappen oder experimentelle Scheiben aus Titan und Zirkon untersucht haben und dass die Übertragbarkeit dieser Ergebnisse auf vollkeramische Zirkonimplantate nicht bekannt ist. Bezogen auf die Materialeigenschaften dürfte Zirkon als Implantatmaterial im Vergleich zu Titan einige biologische Vorteile bezüglich der Weichgewebeintegration haben.

WEICHGEWEBEINTEGRATION AN ZIRKONIMPLANTATEN

Experimentelle Studien zeigten eine ähnliche Weichgewebeintegration an Zirkon- und Titanimplantaten. Qualitativ finden sich typische Epithelstrukturen, wie keratinisiertes orales Epithel, nicht keratinisiertes Sulkusepithel und eine dünne Schicht aus Saumepithel in direktem Kontakt mit der Implantatoberfläche (Abb. 3). Auch Einzelfallberichte beschrieben nach 8 Wochen ein keratinisiertes Sulkusepithel an unbelasteten Zirkonimplantaten auf Gewebeniveau (Linares et al. 2016). Unter dem Epithelgewebe trennt eine Bindegewebezone das Knochengewebe vom Saumepithel (Abb. 3) (Igarashi et al. 2015; Koch et al. 2013; Kohal et al. 2004; Linares et al. 2016). Die Kollagenfasern der Bindegewebezone verlaufen überwiegend parallel zur Implantatoberfläche (Igarashi et al. 2015). Interessanterweise fand sich im Bindegewebe an Titanimplantaten mit einer transmukosalen Zirkonimplantatschulter eine ähnliche Faserausrichtung (Tete et al. 2009). Eine Studie an Schweinen ermittelte an unbelasteten Zirkonimplantaten eine signifikant stärkere Zunahme der Kollagenorganisation in der Bindegewebezone als bei Titanimplantaten (Linares et al. 2016).

Bislang liefern nur ein paar experimentelle Studien ausführliche Informationen über die quantitative Weichgewebeintegration an Zirkonimplantaten. Beim direkten Vergleich von Zirkonimplantaten mit Titanimplantaten fanden sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den Dimensionen von Epithelgewebe (Sulkus- und Saumepithel: epitheliale Gewebelänge, ETL), CTC und BW. Für Zirkon wurden  Mittelwerte von 1,41–3,57 mm für die ETL beschrieben, von 0,49–1,62 mm für die CTC und von 2,71–5,05 mm für die Bindegewebevolumen. Die entsprechenden Mittelwerte für Titan waren 1,28–2,9 mm (ETL), 1,23–2,4 mm (CTC) und 2,78–5,2 mm (Bindegewebevolumen) (Delgado-Ruiz et al. 2014; Igarashi et al. 2015; Koch et al. 2013; Kohal et al. 2004; Linares et al. 2016; Thoma et al. 2015). Nur eine Studie an Schweinen ermittelte nach achtwöchiger unbelasteter Heilung bei Zirkon ein signifikant kürzeres Sulkusepithel und längeres Saumepithel (0,76 ± 0,25 mm bzw. 1,24 ± 0,54 mm) als bei Titan (1,4 ± 0,56 mm bzw. 0,8 ± 0,45 mm). Außerdem beschrieben die Autoren an Zirkon eine signifikant höhere Organisation des Kollagens als bei Titan und schlossen auf eine „reifere und ausgeprägtere Weichgewebeintegration bei diesem Keramikimplantat als beim Standardtitanimplantat“ (Linares et al. 2016).

Beim Hund hatte das gedeckte oder nicht gedeckte Einheilen von unbelasteten einteiligen Zirkon- und Titanimplantaten auf Gewebeniveau keinen signifikanten Effekt auf die Weichgewebeintegration und die Bindegewebeproportionen. Allerdings scheint die Position der Mikrospalte wichtig zu sein, da gedeckt einheilende Implantate, deren Implantatschultern 0,5–1 mm tiefer gesetzt werden müssen, eine nicht signifikant niedrigere Mukosa aufwiesen, verglichen mit nicht gedeckt einheilenden Implantaten (Koch et al. 2013). Auch das unbelastete Einheilen oder eine Sofortbelastung nicht gedeckt  einheilender einteiliger Zirkonimplantate und zweiteiliger Titanimplantate auf Gewebeniveau wirkte sich bei Hunden nach dreimonatiger Einheilzeit nicht signifikant auf das Gesamtvolumen des Bindegewebes aus. Allerdings gaben die Autoren keine detaillierten Informationen über die Dimensionen von SD, JE und CTC (Delgado-Ruiz et al. 2014).

Ähnliche Ergebnisse fanden sich bei der Untersuchung verschiedener Zirkonimplantatmaterialien (mit Yttrium stabilisierte Zirkonimplantate im Gegensatz zu partiell stabilisierten Zirkon/Aluminium-Nanokomposit-Implantaten) nach zwölfwöchiger Sofortbelastung beim Hund. Interessanterweise ging das längere Epithelgewebe mit einem kürzeren Bindegewebekontakt einher (Igarashi et al. 2015). Bei der Untersuchung verschiedener Implantatdesigns bei Hunden nach einer Belastung von 24 Wochen wurden zwischen ein- und zweiteiligen Zirkonimplantaten auf Gewebeniveau keine signifikanten Unterschiede des Epithelansatzes und der Bindegewebedimensionen gefunden. Allerdings wirkte sich das jeweilige Implantatdesign auf die periimplantäre Mukosahöhe aus (Thoma et al. 2015).

KLINISCHES ERGEBNIS DER ROSA ÄSTHETIK BEI ZIRKONIMPLANTATEN

Bislang gibt es nur begrenzte klinische Daten zur objektiven Beurteilung der Weichgewebeintegration – der Papillenbildung und der rosa Ästhetik – an Vollkeramik-/Zirkonimplantaten. Bei Verwendung des Papillenindex nach Jemt (1997) wurde im Laufe der Zeit eine signifikante Zunahme der periimplantären Papillenbildung beschrieben. Bei der Zementierung der Krone wiesen nur 17 % der Papillen Indizes von 2 und 3 auf. Drei Jahre nach der Implantation war dieser Anteil auf bis zu 56 % gestiegen (Spies et al. 2015). Die Bildung einer reizlosen, gesunden Papille wurde auch in klinischen Studien mithilfe des Pink Esthetic Score (PES) nach Furhauser et al. 2005 evaluiert. Bei ein- und zweiteiligen Zirkonimplantaten auf Gewebeniveau wurde ein von der Kronenzementierung über die 24-monatige Beobachtungsphase kontinuierlich ansteigender PES-Score beschrieben (Payer et al. 2013; Payer et al. 2015). Interessanterweise waren die PES-Werte an zweiteiligen Zirkonimplantaten (Restauration mit Zirkonabutments und Keramikkronen; PESBereich 6,9–11,2) nach zwei Jahren deutlich höher als an Titanimplantaten (Restauration mit Titanabutments und Keramikkronen; PES-Bereich 2,4–10,8) (Payer et al. 2015).

Bei einteiligen Zirkonimplantaten ist – wie bereits für Titanimplantate beschrieben – der Abstand zwischen dem Alveolarkamm am angrenzenden Zahn und dem untersten Punkt des Kontaktbereichs der Krone ein für die Bildung einer interdentalen Papille wichtiger Faktor (Kniha et al. 2016; Kniha et al. 2017). Im Einzelnen zeigte eine retrospektive klinische Studie, dass bei einem Abstand ≤ 5 mm in 100 % der Fälle eine Papille vorhanden war. Bei einem Abstand > 10 mm fand sich in 67 % eine Papille (Kniha et al. 2016). Außerdem führten die Sofortimplantation (direkt nach Zahnextraktion) und die  verzögerte Implantation (mindestens 3 Monate nach Zahnverlust) von einteiligen Zirkonimplantaten auf Gewebeniveau 12 Monate nach Zementierung der Krone zu einem ähnlichen Papillenwachstum. Bei 81,3 % der sofort und bei 86,5 % der verzögert gesetzten Implantate fanden sich keine sichtbaren Defekte der periimplantären Papille (Papillendefekt < 2 mm). Die nicht sichtbaren Papillendefekte korrelierten mit Abständen von ≤ 7–8 mm (Kniha et al. 2017).

SCHLUSSFOLGERUNG

Materialeigenschaften – bei Keramiken oder Titan – hatten in experimentellen Studien keine starken/signifikanten Effekte auf die periimplantäre Weichgewebeintegration. Allgemein wurde an ein- und zweiteiligen Zirkonimplantaten auf Gewebeniveau eine qualitativ und quantitativ ähnliche Weichgewebeintegration beschrieben wie an zweiteiligen Titanimplantaten auf Gewebeniveau. Hinsichtlich der Morphogenese der periimplantären Weichgewebe dürften somit bei beiden Materialien ähnliche physiologische Prozesse ablaufen. Allerdings wurde in Einzelfallberichten eine schnellere Reifung von Epithel und Bindegewebe an Zirkonimplantaten beschrieben. Das Design von Zirkonimplantaten und die Position der Mikrospalte beeinflussen die Höhe der periimplantären Mukosa. Klinisch wurde eine signifikante Zunahme der Papillenhöhe im Laufe der Zeit beobachtet. Bei Titan- und Zirkonimplantaten gilt der Abstand zwischen dem Alveolarkamm am angrenzenden Zahn und dem untersten Punkt des Kontaktbereichs der Krone als wichtiger Einflussfaktor auf die periimplantäre Papillenbildung.

Dieser Artikel ist ein Auszug aus Forum Implantologicum, Jahrgang 14/Nummer 1/2018. Forum Implantologicum ist das Mitgliederjournal des ITI (International Team for Implantology) und erscheint zweimal pro Jahr. Eine Übersicht sämtlicher ITI-Mitgliedervorteile und die Möglichkeit zur Registration finden Sie hier www.iti.org/Membership