Knochenzüchtung

Knochenzüchtung - Neue Knochensubstanz aus körpereigenen Zellen - Nachwachsender Rohstoff für feste Zähne

KnochenzüchtungIm natürlichen Knochengewebe sind Stoffe enthalten, die die Neubildung von neuem Knochengewebe aktivieren. Diese die Knochenregeneration anregenden Proteine können heute künstlich hergestellt werden. Im Unterschied zur Knochenverpflanzung ist es für die Knochenzüchtung nicht mehr erforderlich, Knochenfragmente aus Rippe oder Hüfte zu entnehmen.

Inhaltsübersicht


Warum baut sich Kieferknochen ab?

Knochenabbau infolge einer ParodontoseVerschiedene Zahnkrankheiten wie Parodontitis oder Karies, die durch Bakterien verursacht werden, aber auch ein Zahnunfall können zum Abbau von Kieferknochen führen. Ähnlich wie ein nicht belasteter Muskel baut sich der wenig bis gar nicht beanspruchte Kieferknochen nach und nach ab. Auch Fehlbelastungen wie bei einer nicht ideal sitzenden Prothese begünstigen den Kieferknochenabbau.

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Welche Folgen hat Knochenabbau?

Schmerzen durch KieferknochenabbauDurch den Knochenabbau und die daraus resultierenden Fehlbelastungen kommt es häufig zu Schmerzen im Kieferbereich. Auch die Ästhetik des Gesichts wird durch den Knochenabbau beeinträchtigt. Soll Zahnersatz in Form von Implantaten eingesetzt werden, ist ein ausreichendes Knochenangebot unerlässlich, um ein stabiles Implantatlager zu gewährleisten.

Warum ist Knochenabbau behandlungswürdig?

Knochenaufbau zur ImplantatverankerungWenn körpereigene Knochensubstanz nicht ausreichend vorhanden ist, der Patient aber Implantate als Zahnersatz wünscht, ist die Anlagerung zusätzlichen Knochens die einzige Möglichkeit, um den Implantaten einen sicheren und festen Halt zu geben.

Nach einem Knochenaufbau steht einer erfolgreichen Implantatbehandlung nichts im Wege. Herkömmliche OP-Methoden erfordern meist einen belastenden Zweiteingriff (Augmentation)  für den Patienten. Hier wird dann der benötigte Knochen aus dem Kinn oder der Hüfte gewonnen (Knochenverpflanzung).

Welche Methoden des Knochenaufbaus sind bekannt?

Zum Knochenaufbau stehen beim Zahnarzt verschiedene Methoden zur Verfügung:

Knochenaufbau mit autogenem Knochen

Knochenentnahme im KieferAutogener Knochen wird aus der Knochensubstanz im Kinnbereich oder dem Kieferwinkel des Patienten entnommen. In der Regel regeneriert sich der entnommene Knochen selbständig. Für eine erfolgreiche Implantatversorgung ist dieses Verfahren nach ästhetischen und prothetischen Gesichtspunkten unverzichtbar.

Es können auch Knochenstücke aus dem Beckenbereich des Patienten entnommen werden. Dies wird unter Vollnarkose durchgeführt und macht einen zweiten operativen Eingriff notwendig. Mit Schrauben, Implantaten oder Mini-Platten wird das Transplantat auf dem Kieferkamm befestigt. Anschließend erfolgt die Fixierung auf dem Kieferknochen.

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Knochenaufbau mit Guided Bone Regeneration

Biologische Membranen beim ZahnarztMit der gesteuerten Geweberegeneration wird der aufzubauende Knochen mit einer Membran umschlossen. Es werden resorbierbare und nicht resorbierbare Membranen verwendet, wobei die resorbierbaren vorteilhafter sind, da ein weiterer Eingriff zum Entfernen der Membranen entfällt.

Bone Splitting und Bone Spreading

Bone SplittingBone Splitting oder Bone Spreading sind Methoden zum Knochenaufbau, die einen schmalen Kiefer per Dehnung verbreitern, so dass er eine Restknochenhöhe von 12 Millimetern und einer Mindestbreite von 3 Millimetern aufweist. Die entstehenden Freiräume werden mit Knochenersatzmaterial aufgefüllt.

Welche Knochenersatzmaterialien stehen zur Verfügung?

Für den Knochenaufbau stehen dem Zahnarzt neben den körpereigenen Transplantaten folgende Materialien zur Verfügung:

  • Alloplastisches Material (körperfremde Materialien wie Dentalkunststoffe, -legierungen oder -keramik)
  • Allogenes Material (Knochen eines anderen Menschen)
  • Xenogenes Material (Knochen tierischen Ursprungs)

Was bedeutet Knochenzüchtung?

KnochenzüchtungUnter Knochenzüchtung versteht man ein Verfahren nach biotechnologischen Grundsätzen, wobei Eigenknochen produziert wird, mit dem Ziel, Knochengewebe auf schonende Weise zu gewinnen. Der neue Knochen dient häufig als Grundlage für eine spätere Implantatbehandlung.

Die Knochenzüchtung entspringt dabei einem einfachen Ansatz: Natürliches Knochengewebe enthält lösliche Substanzen, welche die Neubildung von Knochen anregen. Diese osteoinduktiven Proteine lassen sich mittlerweile auch gentechnisch herstellen. Ihr klinischer Einsatz könnte in Zukunft in vielen Fällen eine Knochentransplantation erübrigen.

Historie der Knochenzüchtung

Schon Mitte der sechziger Jahre stellte man an einer Universität in Los Angeles fest, dass sich durch Implantation von entkalkten, toten Knochen in die Muskulatur von Nagetieren neues Hartgewebe erzeugen lässt. Dieses entstand, wie die mikroskopische Untersuchung ergab, direkt am Implantat über eine knorpelige Vorstufe.

Prinzip der Knochenzüchtung

Aus diesen Befunden schloss man Ende der sechziger Jahre, dass eine organische Substanz aus der entkalkten Knochenmatrix in die Muskulatur diffundiere und dort die Neubildung von Hartgewebe anrege (Osteoinduktion). Dieser hypothetische Stoff erhielt die Bezeichnung Bone Morphogenetic Protein (BMP), das heißt knochenbildendes Protein. Wie sich später zeigte, veranlassen die Proteinextrakte unreife Bindegewebszellen in der Nähe von Blutgefäßen, sich in Vorläuferzellen für die Knorpel- und Knochenbildung umzuwandeln.

Das primäre Ziel des Einsatzes von Wachstumsfaktoren und BMP in der Implantologie ist die Verbesserung und Beschleunigung des Knochen-Implantat-Kontaktes, weil die Langzeitprognose eines Implantats unter Funktion von seiner knöchernen Integration abhängt.

Wie funktioniert die Knochenzüchtung?

Mit Hilfe der modernen Technik züchten nun Experten im Labor aus körpereigenen Zellen neue Knochensubstanz. So können innerhalb kürzester Zeit der Kieferknochen aufgebaut und Zahnimplantate eingesetzt werden. Bereits eine geringe Menge an Knochenhaut aus dem Bereich des Weisheitszahnes der Mundhöhle reichen für die Knochenzüchtung aus. In einem minimalinvasiven chirurgischen Eingriff in Lokalanästhesie kann so die Voraussetzung für neue Knochenchips geschaffen werden. Labortechniker setzen das entnommene neue Gewebe auf ein biologisch abbaubares Trägergerüst, wodurch ein stabiler Zellverband entsteht, die so genannten Knochen-Chips.

Knochengewebe lässt sich aber auch in einer Umgebung züchten, die den nachwachsenden Rohstoff Knochen mit Blutgefäßen versorgt. Davon profitieren Patienten mit auch mit großen Knochendefekten. Denn ab einer bestimmten Distanz heilen große Defekte lebenslang nicht spontan (sogenannte Critical Size Defekte). Die Behandlung gelingt bislang klinisch nur mit großen autologen, gefäßgestielten Knochentransplantaten.

Wenn noch genügend Restknochenhöhe beim Patienten vorliegt, ist der gleichzeitige Einsatz von gezüchtetem Knochen und Implantat möglich. Sollte die Knochenhöhe nicht ausreichen, ist vorher der Knochen-Chip zu integrieren. Nach einer Einheilzeit von drei Monaten kann dann das Implantat eingesetzt werden.

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Welche Methoden der Knochenzüchtung gibt es?

Es gibt verschiedene Varianten für die Knochenzüchtung.

Bioseed Orals Bone-Technik

Bei der Bioseed Orals Bone-Technik werden differenzierte Knochenzellen und Knochenhaut in einer Größe von mindestens 1 cm² gewonnen. Das Material lagert anschließend in sterilen Brutkästen und wird mit einem speziellen Nährstoffsubstrat gefüttert und bebrütet. Hierbei entstehen neue, implantierbare Knochenzellen. Der technische und operative Aufwand bei dieser Methode ist hoch. 

Tissue Engineering

In der Erprobung befindet sich noch das Tissue Engineering durch Stammzellen aus Weichteilgewebe. Bisher wurde es nur für die Gewinnung großer Knochenabschnitte getestet. Erfolgreich waren bisher Verfahren aus einem Stammzellen- und Knochenmarkgemisch, Knochenersatzmaterialien und einer Gerüststruktur aus Titan. Diese Mischung wird in Muskelgewebe eingesetzt, damit es Blutgefäße für die Nährung des Knochens ausbildet. Es ist bereits gelungen, kleine Knochenstücke aus Kollagen auf dreidimensionaler Matrix zu züchten.

Weitere Möglichkeiten der Knochenzüchtung

Bei einer weiteren Technik, die auf Stammzellen begründet ist, wird dem Körper eigene Knochensubstanz entnommen. Sie wird anschließend in eine Zielknochenform gegeben und mit den Stammzellen aus dem Weichteilgewebe, Wachstumshormonen und Substraten gemischt. In Bioreaktorkammern entsteht dann neuer Knochen, der dem nachzubildendem Knochen exakt entspricht.

Ebenfalls ist es möglich, das Knochenwachstum durch die Steuerung von Hormonen und Botenstoffen zu aktivieren.

Welche Operationstechniken finden Verwendung?

Kieferaufbau mit der Sinuslift MethodeAls Operationstechnik für den Knochenaufbau mit gezüchtetem Knochenmaterial hat sich die Sinuslift-Methode bewährt. Hier wird der knöcherne Boden der Kieferhöhle verdickt, sodass späteren Implantaten sicherer Halt ermöglicht wird.

Nutzung der Präfabrikationstechnik

Um Bone Morphogenetic Proteine (BMPs) an größeren induzierten Knochenregenerationen teilhaben zu lassen, wurde ein neues Operationsverfahren entwickelt: die Präfabrikationstechnik. Hierbei wird die Osteoinduktion aus dem ersatzschwachen Lager in ein gut durchblutetes stammzellenreiches Muskelgewebe verlegt. Das biologisch gezüchtete Transplantat wird nach sechs Wochen zusammen mit einem Muskelanteil und einer ernährenden Vene und Arterie gehoben und mikrochirurgisch anastomosiert in den Defekt transplantiert.

Das präfabrizierte Transplantat verhält sich dann wie ein natürlich auftretendes, gefäßgestieltes Knochentransplantat. Es hat allerdings im Vergleich zu diesem den Vorteil, dass es bereits am Präfabrikationsort in der gewünschten Form des Kiefers geformt werden kann, so dass wenig Sekundärkorrekturen anfallen. Solche Operationstechniken werden in Zukunft nur bei größeren Kieferkammaufbauten durchgeführt, wenn später mehrere Implantate für festsitzenden Zahnersatz notwendig sind.

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Welche Vorteile bietet die Knochenzüchtung?

Lokalanästhesie beim ZahnarztDie Züchtung von Knochen hat den Vorteil, dass ein komplizierter chirurgischer Eingriff zur Gewinnung von Knochenersatzmaterial nicht mehr notwendig ist und sich dadurch eine deutlich geringere Operationsbelastung (SIC) für den Patienten ergibt.

Unter Lokalanästhesie wird lediglich etwas Knochenhaut entnommen. Schwellungen und Schmerzen sowie Abstoßungsreaktionen des Körpers lassen sich so ebenfalls vermeiden. Darüber hinaus weist die Knochenzüchtung eine gute Bioverträglichkeit auf.

Welche Nachteile sind bekannt?

Ein Nachteil der Knochenzüchtung sind sicher die immensen Kosten. Außerdem besteht ein geringes Restrisiko der Krankheitsübertragung oder einer Immunabwehrreaktion.

Möchten Sie mehr über Knochenzüchtung, BMP-s und Knochenchips beim Zahnarzt in Kleinmachnow bei Berlin erfahren? Dann rufen Sie uns jetzt an und vereinbaren Sie einen Termin für ein kostenloses und unverbindliches Beratungsgespräch:

Dr.med.dent. Frank Seidel, Zahnarzt für Oralchirurgie, TSP Implantologie
Tel.: 033203 - 85200, 14532 Kleinmachnow bei Berlin (Potsdam Mittelmark)



Letzte Aktualisierung dieser Seite von Author : 13.05.2016

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