Der Schwerpunkt dieses Moduls liegt auf der Integration von Dentalimplantaten in das weiche und harte Gewebe der Mundhöhle. Die Integration in den Knochen wird als Osseointegration bezeichnet. Ihre Entdeckung ergab eine neue und revolutionäre Möglichkeit zum Ersetzen fehlender Zähne. Die Osseointegration ist von Bedeutung für Zahnärzte und für Patienten mit einem oder mehreren fehlenden Zähnen. Implantate werden im Knochengewebe verankert und treten durch das Weichgewebe hindurch. Ein gutes Verständnis für das Verhalten der weichen und harten Gewebe um implantatgetragenen Zahnersatz herum ist von entscheidender Bedeutung, da nur so eine optimale Versorgung möglich wird.

Am Ende dieses ITI Online Academy-Lernmoduls sollten Sie in der Lage sein, die Hart- und Weichgewebeintegration von Dentalimplantaten zu definieren, zu erläutern, wie die Hartgewebeintegration/Osseointegration und wie die Weichgewebeintegration erfolgt, und diese mit den Verhältnissen bei natürlichen Zähnen zu vergleichen sowie die Auswirkungen verschiedener Implantat-Sekundärteil-Verbindungen auf das marginale Gewebe zu erklären.

Prof. Dr. Per-Ingvar Brånemark aus Schweden machte als erster die Beobachtung, dass metallisches Titan in Knochengewebe integriert werden kann. Er erweiterte dieses Konzept auf die Verwendung von Implantaten zum Ersatz fehlender Körperteile, einschließlich der Zähne. Brånemark bezeichnete die Integration in den Knochen als „Osseointegration“ und definierte sie als Knochen-Implantat-Kontakt auf lichtmikroskopischer Ebene. Zwölf Jahre später bezeichnete Prof. André Schroeder aus der Schweiz diese Integration als „funktionelle Ankylose“. Beide Bezeichnungen beschreiben den gleichen Vorgang, bei dem dynamisches Knochengewebe umgebaut wird und an der Seite des Implantats „anwächst“.

Eine modernere Definition der Osseointegration beschreibt sie als Prozess, bei dem ein beliebiges biokompatibles Material in das Knochengewebe integriert wird. Die Osseointegration entsteht durch den Knochenumbau im Kontaktbereich zum implantierten Material. Diese Definition wurde im Laufe der Jahre weiterentwickelt, da man erkannte, dass auch andere biokompatible Materialien wie Titanlegierungen und Zirkonoxid in das Knochengewebe integriert werden können.

Zahnimplantate treten durch das Weichgebe der Mundhöhle hindurch. Wie bei den natürlichen Zähnen umfasst das umgebende (periimplantäre) Weichgewebe Epithel- und Bindegewebe. Dieses Weichgewebe bildet eine biologische Abdichtung, der das Innere des Körpers von der Außenwelt trennt und das Eindringen von Mikroorganismen verhindert.

Definitionen, Lernschwerpunkte: Die Hartgewebeintegration wird allgemein als Osseointegration bezeichnet. Die Osseointegration ist ein histologischer Begriff, der den Knochen-Implantat-Kontakt auf lichtmikroskopischer Ebene bezeichnet. Andere Definitionen beschreiben die Osseointegration als einen Prozess, bei dem ein beliebiges biokompatibles Material in das Knochengewebe eingebaut wird. Die Weichgewebeintegration besteht aus einem epithelialen Attachment, das durch einen Bindegewebekontakt unterstützt wird. Beides zusammen wird als biologische Breite bezeichnet. Dieses Weichgewebe bildet eine biologische Abdichtung, die hilft, das Eindringen von Mikroorganismen zu verhindern.

Um eine Hartgewebeintegration von Dentalimplantaten zu erreichen, muss die Präparationstechnik einigen speziellen Anforderungen genügen. Insgesamt muss die Technik Knochenschädigungen bei der Präparation der Empfängerregion minimieren. Übermäßige Hitze beim Fräsvorgang ist zu vermeiden; dies lässt sich durch die Verwendung von scharfen Bohrern bei niedriger Geschwindigkeit und hohem Drehmoment erreichen. Zusätzlich wird im Allgemeinen mit einem Pilotbohrer von geringem Durchmesser bis zur vorgesehenen Tiefe präpariert und anschließend die Öffnung allmählich mit immer größeren Bohrern erweitert. Außerdem erfolgt die Präparation unter Irrigation mit gekühlter steriler Kochsalzlösung.

Die Implantatinsertion beginnt damit, dass in der Empfängerregion der Knochen mit einer definierten Abfolge von Bohrern präpariert wird. Hierdurch erhält man ein Implantatlager, bei dem der ortsständige Knochen so angeschnitten wird, dass das Implantat genau an der Schnittfläche des Knochengewebes anliegt. Dieser Kontakt stellt eine sofortige Osseointegration dar – definitionsgemäß ist dies ein Knochen-Implantat-Kontakt auf lichtmikroskopischer Ebene. Man bezeichnet ihn auch als primären Knochenkontakt. Knochensubstanz ist dynamisch und wird laufend umgebaut und ersetzt. Die Übergangsphase beginnt, wenn neuer Knochen auf der Implantatoberfläche zu wachsen beginnt. Faktoren wie Menge, Ort und Art des ortsständigen Knochens und die Osteokonduktivität er Implantatoberfläche können das Implantat während dieses Übergangs ein wenig mobil werden lassen. Letztendlich wird jedoch der gesamte Primärknochen durch umgebauten und neugebildeten Knochen an der Oberfläche ersetzt. Die entstehende Grenzfläche wird als sekundärer Knochenkontakt bezeichnet. Hierbei ist daran zu erinnern, dass der Knochen ständig umgebaut wird, sodass auch die Grenzfläche ständig umgestaltet wird.

Diese beiden histologischen Schnitte eines Tiermodells zeigen die Knochenbildung zwischen zwei Implantatwindungen nach vier und acht Wochen Heilung. Der Knochen auf der linken Seite ist der gefräste ortsständige Knochen, der umgebaut wird und den primären Knochenkontakt ausbildet.

Dieses kurze Video zeigt, wie das Implantat in das Implantatlager eingeschraubt wird, und illustriert den primären Knochenkontakt mit dem gefrästen ortsständigen Knochen, hier in hellrosa dargestellt. Mit der Zeit geht dieser primäre Kontakt aufgrund der Remodellation verloren, und es wird neuer Knochen gebildet, hier in rot dargestellt. Diese Ereignisse treten gleichzeitig auf. Wenn man die Beweglichkeit des Implantats beobachtet, sieht man, dass die Stabilität, die ursprünglich durch den Primärkontakt gegeben war, während des Übergangs abnimmt (wie die Einbrüche der Kurve zeigen), dann aber durch Knochenneubildung und Remodellation wieder zunimmt – der sekundäre Knochenkontakt bildet sich aus. Bei schlechterer Knochenqualität und weniger osteokonduktiven Implantatoberflächen ist der Stabilitätseinbruch ausgeprägter, da Umbau und Knochenneubildung dann nicht so schnell erfolgen.

Die Eigenschaften der Implantatoberfläche haben Einfluss darauf, wie gut das Implantat in das Knochengewebe integriert wird. Dies liegt daran, dass die Implantatoberfläche als Stütze oder Gerüst für die Bildung von neuem Knochengewebe dient. Diese Eigenschaft wird als Osteokonduktivität bezeichnet. Glattere Implantatoberflächen – zum Beispiel maschinell gefrästes Titan – sind nicht sehr osteokonduktiv, während rauere Implantatoberflächen, auch als mikrostrukturierte Oberflächen bezeichnet, stärker osteokonduktiv sind, ihre Oberfläche also die Knochenneubildung stärker fördert. Die Implantatoberfläche kann auch chemisch aktiviert werden, wenn die ursprüngliche Titanoxidbindung auf der Oberfläche erhalten bleibt oder die Oberfläche mit einer Textur oder Beschichtung versehen wird.

Die meisten Zahnimplantate in den 1980er und 1990er Jahren wurden aus Titanstäben durch Fräsen hergestellt, was leichte Rillen an der Oberfläche des Implantats zur Folge hatte. Die resultierende Oberfläche wurde als gefräst oder gedreht bezeichnet. Im ursprünglichen Behandlungsprotokoll wurden diese gefrästen Implantate hauptsächlich im unteren Frontzahnbereich eingesetzt, um einen besseren Kontakt zur anterioren und superioren Kortikalis des Knochens zu erreichen, eine Technik, die als bikortikale Stabilisierung bezeichnet wird. Untersuchungen zeigten jedoch bald, dass rauere oder mikrotexturierte Oberflächen stärker osteokonduktiv sind, weswegen man zu diesen überging. Raue Oberflächen erhält man entweder durch Addition, also durch Zugabe von Material, oder durch Subtraktion, also durch Abtragen von Material. Zunächst war die additive Oberflächenbehandlung verbreiteter. Hierbei wurde geschmolzenes Titan aufgebracht, sodass man eine titanplasmabeschichtete Oberfläche erhielt (TPS), oder man beschichtete mit Hydroxylapatit (HA). Eine weitere Möglichkeit, die Oberfläche aufzurauen, bestand darin, die Oberfläche stark oxidieren zu lassen, wodurch eine dicke Oxidationsschicht entstand. Viele dieser Oberflächen waren nicht einfach nur rau, sondern enthielten auch Porositäten, in denen sich Bakterien leicht ansiedeln konnten. Daher ist heute die subtraktive Oberflächenbehandlung durch Abstrahlen und Säureätzung vorherrschend, bei der die Oberfläche rau, aber nicht porös wird.

Die Osseointegration wird durch die Oberflächenbehandlung beeinflusst, und zwar bei der Neubildung wie beim Umbau von Knochen. Beide Prozesse hängen von der Aktivität der Knochenzellen ab. Hierunter befinden sich die Osteoblasten, die Osteoid auf der Implantatoberfläche ausbilden, das anschließend mineralisiert wird. Je besser die Osteoblasten an der Oberfläche anhaften und sich ausbreiten können, desto mehr Knochen wird gebildet. Oberflächen, die eine solche Knochenzellaktivität fördern, werden als osteokonduktiv bezeichnet. Unterschiedliche Oberflächen sind unterschiedlich osteokonduktiv. Das Endergebnis ist jedoch immer der Kontakt des Knochens zu Implantat. Die Knochenbildung auf der Implantatoberfläche schafft eine Verbindung zwischen Implantat und Knochen. Ein Maß für die Stärke dieser Verbindung ist die Kraft, die erforderlich ist, um diese Verbindung zu lösen. Diese Kraft wird als Ausdrehmoment oder Removal-Torque-Wert (RTV) für die spezifische Implantatoberfläche und den spezifischen Knochen bezeichnet.

Hartgewebeintegration, Lernschwerpunkte: Die Osseointegration setzt ein sorgfältiges Vorgehen voraus, das Schäden am Knochen minimiert. Der primäre Knochenkontakt und die Primärstabilität treten im gefrästen ortsständigen Knochen sofort ein. Im Laufe der Zeit kommt es zu einem Knochenumbau und in der Übergangsphase oft zu einer gewissen Implantatmobilität. Man kann die Osteokonduktivität der Implantatoberflächen jedoch erhöhen; rauere Oberflächen sind stärker osteokonduktiv als glattere Oberflächen.

Implantate und implantatgetragener Zahnersatz reichen vom Punkt ihrer Verankerung innerhalb des Körpers bis zur Außenseite des Körpers, durchqueren also das Integument, die äußere Schutzschicht des Körpers. Daher ist eine biologische Abdichtung koronal des Knochens erforderlich. Diese Abdichtung wird durch das Weichgewebe um das Implantat herum gebildet und besteht aus einer Epithel- und einer Bindegewebekomponente. Die genaue Ausprägung der Abdichtung und ihrer Komponenten variieren je nach Art und Position der Implantat- und Sekundärteilkonfiguration. Ähnlich wie bei natürlichen Zähnen ist jedoch die Bindegewebedimension relativ stabil, während die Epitheldimension variabler ist.

Der epitheliale Kontakt um ein Implantat herum ähnelt dem um natürliche Zähne herum. Das orale Epithel ist keratinisiert mit Verlängerungen, die in das darunter liegende Bindegewebe, die so genannten Rete-Pegs, hineinragen. Das keratinisierte Epithel setzt übergangslos das nicht keratinisierte Epithel am periimplantären Sulkus fort.
Das Saumepithel erstreckt sich von der Basis des Sulkus bis zum ersten Bindegewebekontakt. Die Zellen des Saumepithels lagern sich mit Hilfe von Hemidesmosomen an das Titan an – ebenfalls ähnlich wie bei natürlichen Zähnen.

Der Bindegewebekontakt besteht meist aus unterschiedlich großen Kollagenfasern und erstreckt sich vom apikalen Rand des Saumepithels bis zum ersten Knochen-Implantat-Kontakt. Angrenzend an das Implantat befindet sich eine narbenartige, kreisförmige Zone aus etwa 50 µm starkem avaskulärem Bindegewebe, gefolgt von lockerem Bindegewebe, das vaskuläre Elemente enthält. Um raue Implantatoberflächen herum können bei sehr starker Vergrößerung kleine Bindegewebefasern beobachtet werden, die in unterschiedliche Richtungen verlaufen, manchmal auch eher horizontal und senkrecht zur Implantatoberfläche.

Weichgewebeintegration, Lernschwerpunkte: Die Weichgewebeintegration sieht bei unterschiedlichen Implantat-Sekundärteil-Konfigurationen unterschiedlich aus. Ähnlich wie bei natürlichen Zähnen ist die Länge der Bindegewebsfasern relativ stabil, während die Länge des Saumepithels variabler ist. Der Epithelkontakt wird durch Hemidesmosomen vermittelt, ähnlich wie bei natürlichen Zähnen. Der Bindegewebekontakt besteht vorwiegend aus zirkulären Fasern in einer narbenähnlichen avaskulären Zone, die von lockeren Fasern mit vaskulären Elementen umgeben ist.

Um eine prothetische Restauration mit einem Implantat zu verbinden, wird eine Zwischenkomponente, ein so genanntes Sekundärteil (Abutment) in das Implantat eingesetzt. An der Grenzfläche zwischen Sekundärteil und Implantat entsteht ein minimaler Zwischenraum, der so genannte Mikrospalt. Die Breite des Mikrospalts variiert in Abhängigkeit von der Implantatkonstruktion. Er kann sich unter funktioneller Belastung ändern, wobei einige Implantatsysteme größere Stabilität aufweisen als andere. Auch die Lage des Mikrospalts relativ zum Knochenkamm variiert in Abhängigkeit von den Konstruktionsmerkmalen des Implantats.

Diese Aspekte der Implantat-Sekundärteil-Schnittstelle und der resultierende Mikrospalt haben Auswirkungen auf das marginale periimplantäre Hart- und Weichgewebe. Daher sollten die Implantat-Sekundärteil-Konfiguration und die Lage der Kontaktfläche schon bei der Behandlungsplanung berücksichtigt werden. Bakterien können manche dieser Kontaktflächen infiltrieren und Entzündungen und Knochenverlust verursachen. Es gibt grundsätzlich drei Arten von Implantat-Sekundärteil-Konfigurationen: (1) einteilige Implantate, (2) zweiteilige Implantate mit gleichem Durchmesser des Sekundärteils, was eine stumpfstoßartige Verbindung ergibt, und (3) zweiteilige Implantate mit geringerem Durchmesser des Sekundärteils, bekannt als Platform-Switching-Implantate.

Einteilige Implantate besitzen einen transmukosalen Anteil, der bis in die Mundhöhle reicht. Diese Implantate werden auch als Tissue-Level-Implantate bezeichnet. Der transmukosale Anteil wird als Teil des Implantats hergestellt und hat eine eingebaute feste prothetische Plattform. Typischerweise endet der koronale Anteil des Implantats 2 bis 3 mm oberhalb des Knochens. Der Rand der Restauration ist in Kontakt mit der Oberseite des Implantats. Es gibt keine Übergangszone am Knochenkamm. Dies ist wichtig, da so keine Bakterien in die Nähe des Knochengewebes vordringen und Entzündungen verursachen können. Dieses Ausbleiben von Entzündungen am Knochenkamm ermöglicht ein stabiles Knochenniveau, wie Buser et al. gezeigt haben.

Bei zweiteiligen Implantaten, auch als Bone-Level-Implantate bezeichnet, wird die Implantatschulter auf Höhe des Knochens positioniert. Für diese zweiteiligen Implantate gibt es Sekundärteile des gleichen oder eines geringeren Durchmessers. Bei gleichem Durchmesser entsteht ein Mikrospalt auf Höhe des krestalen Knochens. Dies schafft direkt an den Knochen angrenzend eine Stumpfstoßverbindung, wo sich Bakterien ansiedeln und Produkte freisetzen, die beim Wirt eine Entzündungsreaktion auslösen. Diese Entzündung erzeugt einen Verlust an marginalem Knochen von 1,5 bis 2 mm oder mehr, wenn die Grenze unterhalb des Alveolarkamms positioniert wird. Der Knochenverlust bei dieser Implantat-Sekundärteil-Konfiguration ist derartig vorhersehbar, dass Albrektsson et al. (1986) den Knochenverlust sogar als Erfolgskriterium für diesen Implantattyp ansahen. Das Saumepithel liegt apikal zu dieser Grenze auf der Implantatoberfläche mit dem Bindegewebe und Knochengewebe unter dem Epithel.

Zweiteilige Implantate mit geringerem Durchmesser des Sekundärteils besitzen ebenfalls eine Schnittstelle am Knochenkamm, doch weist diese einen horizontalen Versatz zu den Sekundärteilen auf. Diese Sekundärteile besitzen im Allgemeinen interne konische Verbindungen, die auch die Stabilität der Implantat-Sekundärteil-Verbindung verbessern. Das Ausmaß des horizontalen Versatzes unterscheidet sich bei den einzelnen Implantatsystemen, doch scheinen weder größere noch kleinere Versätze irgendwelchen signifikanten Vorteil zu ergeben. All diese Implantate werden üblicherweise als Platform-Switching-Implantate bezeichnet. Sie sind in der Regel mit einem marginalen Knochenverlust von etwa 0,5 mm verbunden.

Implantat-Sekundärteil-Konfigurationen, Lernschwerpunkte: Es gibt drei Implantat-Sekundärteil-Konfigurationen: (1) einteilig mit dem oberen Teil des Implantats 2 bis 3 mm oberhalb des Knochens, (2) zweiteilig mit Sekundärteil mit gleichem Durchmesser und (2) zweiteilig mit Sekundärteil mit geringerem Durchmesser. Die Wahl der Implantat-Sekundärteil-Konfiguration und die Lage können das marginale Gewebeniveau und den Zustand des periimplantären Gewebes beeinflussen.

Klinisch weisen einteilige Tissue-Level-Implantate und zweiteilige Bone-Level-Implantate mit Sekundärteilen mit geringerem Durchmesser (Platform Switching) im Allgemeinen ein stabiles Knochenniveau auf. Histologisch weisen die zweiteiligen Platform-Switching-Implantate einen Knochenverlust von 0,5 mm auf, und das Saumepithel kann sich am Sekundärteil anlagern. Zweiteilige Implantate mit gleichem Durchmesser des Sekundärteils (Stumpfstoßdesign) ergeben beim Einsetzen eines Sekundärteils zu einem krestalen Knochenverlust von etwa 1,5 bis 2 mm, bevor sich das Knochenniveau wieder stabilisiert.

Modul „Gewebeintegration von Zahnimplantaten“, Zusammenfassung: Die Osseointegration ist ein Vorgang, bei dem ein beliebiges biokompatibles Material in das Knochengewebe integriert wird. Die Osseointegration als Behandlungsergebnis ist gut vorhersehbar, wenn die Behandlung dem entsprechenden Protokoll genau folgt. Rauere Oberflächen sind stärker osteokonduktiv als glattere Oberflächen. Um Implantate existiert eine biologische Breite, die aus einem Saumepithel (ähnlich wie bei natürlichen Zähnen) und einer bindegewebigen Kontaktzone (anders als bei natürlichen Zähnen) besteht. Die Wahl der Implantat-Sekundärteil-Konfiguration und die Lage ist von Bedeutung für das krestale Knochenniveau und den Zustand des Gewebes.