Knochenersatzmaterial

Nicht immer ist bei einer geplanten Versorgung mit Zahnimplantaten ein ausreichendes Knochenangebot gegeben. Sogenanntes Knochenersatzmaterial füllt den Kieferknochen auf und sorgt für Stabilität. Hier finden Sie alles Wichtige zum Thema.

Was ist Knochenersatzmaterial?

Unter dem Begriff Knochenersatzmaterial wird ein künstlich erzeugter oder natürlicher Knochen (vom gleichen oder von einem anderen Lebewesen gewonnen) verstanden, der bei der Behandlung von Knochendefekten in der Zahnmedizin, z.B. in der Kieferchirurgie, Verwendung findet.

Knochenersatzmaterial kann aus körpereigenem Knochen gewonnen werden oder aus körperfremden Material (der gleichen oder einer anderen Spezies) bestehen. Gleichzeitig kann es synthetisch gewonnen werden. Die einzelnen Materialien unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Verfügbarkeit und Resorbierbarkeit sowie ihrer Struktur und Poren- und Partikelgröße. Knochenersatzmaterial steht als Granulat, in Blockform oder als schwammartiges Kollagen zur Verfügung.

Das Knochenersatzmaterial wird dem Patienten im Rahmen eines operativen Eingriffs in der Chirurgie eingesetzt, um Knochensubstanz zu regenerieren. In der Regel handelt es sich um einen Knochenaufbau (Augmentation), beispielsweise vor einer Implantation bzw. nach Knochenabbau durch Parodontitis.

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Wann kommt es zum Einsatz?

Knochenersatzmaterial spielt bei der Versorgung mit Implantaten und in der wiederherstellenden Zahnimplantation eine wichtige Rolle. Das Ersatzmaterial kommt in der Zahnarztpraxis zum Einsatz, wenn der eigene Knochen des Patienten entzündungs-, unfall- oder tumorbedingt zu schwach ist, nicht ausreicht oder Knochenmaterial auch an anderer Stelle (beispielsweise am Beckenknochen) nicht in gewünschter Menge entnommen werden kann. Das Knochenersatzmaterial dient in erster Linie als Gerüst- und Füllmaterial und soll zur besseren Knochenregeneration beitragen.

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Welche Arten gibt es?

Es gibt eine Vielzahl an Knochenersatzmaterial, Granulat, das gegenüber Material biologischer und synthetischer Herkunft günstiger und weniger umstritten ist. Granulat wird in der Zahnmedizin in Kugelform verwendet. Als Material für Knochenersatz können xenogene Materialien eingesetzt werden. Diese enthalten sogenanntes Hydoxylapatit, die von Knochenstrukturen tierischer Körper oder auch Algen stammen. Am häufigsten eingesetzt, wird jedoch das sogenannte Bio-Oss. Auch dieses stammt von Tieren und wird in einem komplexen Verfahren aus Rinderknochen gewonnen.

Knochenersatzmaterial boviner und synthetischer Herkunft kann in entsprechender Partikelgröße in Kombination mit Emdogain eingesetzt werden.Alloplastischer Knochenersatz wird im Verlauf des Heilungsprozesses knöchern durchbaut. Dank seiner hohen spezifischen Oberfläche und seiner winzigen Partikelgröße wird diese Form von Knochenersatz vollständig abgebaut und im Idealfall durch körpereigenen Knochen ersetzt.

Oft wird eine solche offene Operation am Zahn durch eine Membran beim Zahnarzt abgedeckt. Diese resorbierbaren Membranen verhindern das Einwachsen von Weichgewebe und geben dem sich in der Regenerationsphase langsam durchbauten intraossären Knochendefekt die Möglichkeit der Knochenregeneration. Die Knochenregeneration läuft langsam ab und frühestens nach ca. 6 bis 8 Monaten kann der Heilungserfolg (Knochenneubildung) mittels eines Röntgenbildes dokumentiert werden.

Mediziner unterscheiden Knochenersatzmaterial zudem nach immunologischen Gesichtspunkten in vier Gruppen. So wird zwischen autologem (autogenem), allogenem (homologem), xenogem (heterologem) und alloplastischem (synthetischem) Knochenersatzmaterial differenziert.

Was ist autologer Knochen?

Autologes Knochenersatzmaterial wird vom Patienten gewonnen. Es wird aus dem Kinn oder dem Becken des Patienten entnommen. Dadurch, dass es vom gleichen Individuum stammt, eignet sich autologes Knochenersatzmaterial aus immunologischer Sicht ideal für das Transplantat, da die Biomaterialien die gleichen Eigenschaften wie der Knochen am Transplantationsort aufweist. Eine Abwehrreaktion (immunologische Reaktion) oder die Übertragung von Krankheiten kann bei der Transplantation ausgeschlossen werden. Autologes Knochenmaterial steht nur in begrenzter Menge zur Verfügung und kann daher nicht immer verwendet werden. 

Allogenes Knochenersatzmaterial

Diese Gruppe an Ersatzmaterialien wird von einem anderen Individuum derselben Spezies gewonnen (zumeist aus einer Knochenspenderbank). Hier besteht die Gefahr, dass es zu einer Abwehrreaktion oder Krankheitsübertragung kommen könnte, auch wenn das Knochenmaterial von Spender und Empfänger sich grundsätzlich ähnelt.

Allogenes Knochenmaterial ist aufgrund seiner immunologischen Problematik nicht frei in der Anwendung. Jedoch entfällt im Vergleich zum autologen Knochenersatzmaterial eine vorherige Entnahmeoperation beim Patienten. Es wird aus Leichen- oder Lebendspenderknochen anderer Menschen entnommen und um mineralische Komponenten sowie allergene und infektiöse Bestandteile bereinigt. Aufgrund der noch verbleibenden Proteine (BMPs, bone morphogenetic proteins) besitzt allogenes Knochenersatzmaterial ein hohes osteoinduktives Potenzial, ist also in der Lage, die Knochenneubildung anzuregen. Der Knochenblock ist zudem Volumen-stabil und auch für größere Knochendefekte nutzbar.

Was bedeutet Xenogen?

Xenogenes Knochenersatzmaterial besteht aus den Knochen anderer nichtmenschlicher Spezies. Hierzu wird zumeist Material von Rindern oder Korallen verwendet, welches dem Aufbau des menschlichen Knochens ähnelt. Um es für die Implantation nutzen zu können, wird das Material präpariert und von allen organischen Bestandteilen befreit. Diese Art von Knochenersatzmaterialien wird aus den Knochen von Rindern gewonnen. In einem aufwendigen Verfahren werden alle organischen Bestandteile entfernt und das Extrakt schonend aufbereitet. Das Resultat ist eine Struktur, die dem menschlichen Knochen ähnelt. Aufgrund der guten Eigenschaften dieses Knochenersatzmaterials wird die Substanz bei Zahnimplantaten oder beim Sinuslift verwendet.

Strukturelles Bio-Os

Alloplastisches Knochenersatzmaterial

Hierbei handelt es sich um synthetisch hergestellte Ersatzmaterialien, die im Wesentlichen aus den drei Werkstoffgruppen Keramiken, Metallen und Polymeren (polymere Zucker, Milchzucker) bestehen.

Es werden Materialien wie Glaskeramik, Hydroxylapatit, Kalziumsulfat (in Zellulosematrix) oder Trikalziumphosphate (in Verbindung mit Hydroxylapatit) verwendet.

Alloplastisches Knochenersatzmaterial ist theoretisch unbegrenzt vorhanden und lagert beispielsweise in einer Knochenbank. Wird das Knochenersatzmaterial für eine Transplantation benötigt, ist es schnell in größeren Mengen abrufbar, denn es muss keine Entnahmeoperation organisiert werden. Jedoch weist alloplastisches Knochenersatzmaterial keine osteoinduktive Wirkung auf, weshalb es häufig mit körpereigener Knochensubstanz vermischt wird.

Knochenersatzmaterialien Cerasorb

Mit der CERASORB® Paste gibt es jetzt ein besonders anwenderfreundliches und innovatives Knochenregenerationsmaterial. CERASORB® Classic ist eine resorbierbare, phasenreine ß-Tricalciumphosphat-Keramik-Matrix mit offener, interkonnektierender Porosität. CERASORB® M ist eine Weiterentwicklung auf Basis von CERASORB® Classic. Es verfügt über eine interkonnektierende, offene Multiporosität mit Mikro-, Meso- und Makroporen (5 µm – 500 µm) und eine Gesamtporosität von ca. 65 %. Die Granula sind polygonal, d.h. unregelmäßig geformt und begünstigen das Verkanten und die Verzahnung in der Defekthöhle. Beim Einsatz der CERASORB® Produkte kann ein belastender zweiter Eingriff zur Spongiosaentnahme in der Regel entfallen.

Knochenersatzmaterialien Orthoss

Orthoss® ist ein Knochenersatzmaterial biologischen Ursprungs aus hochaufgereinigtem bovinem Knochenmineral. Orthoss® vereint fast 25 Jahre klinische Erfahrung und bietet die osteokonduktiven Eigenschaften von menschlichen Knochen. Um höchste Qualität und Sicherheit zu gewährleisten, wird Orthoss® von der Firma Geistlich unter strengen Qualitätsauflagen in der Schweiz hergestellt.

Knochenersatzmaterialien Puros

Der Puros Allograft Block ersetzt die Notwendigkeit für autogene Knochenentnahme durch die Bereitstellung eines steril verpackten Blocks für die Augmentation. Durch die Verwendung des Puros Allograft Blocks ist kein zweiter chirurgischer Eingriff notwendig, wodurch Operationsdauer und –kosten reduziert und Schmerzen und Morbidität verringert werden. Puros Allograft unterstützt das natürliche Knochenwachstum. Im Laufe der Zeit wird Puros Allograft auf natürliche Weise vom Körper resorbiert und durch körpereigenen Knochen ersetzt. Die Genesungsphase des Patienten verkürzt sich durch Puros Allograft.

Knochenersatzmaterialien chronOS von Synthes

ChronOS von Synthes ist ein vollsynthetisches und resorbierbares Knochenersatzmaterial, das aus reinem Trikalziumphosphat besteht und dessen Druckfestigkeit in etwa derjenigen spongiösen Knochens entspricht.
Die Umwandling in körpereignes Knochenmaterial dauert ca. 6-18 Monate

Knochenersatzmaterialien Geistlich Bio-Oss® Spongiosa

Geistlich Bio-Oss® Spongiosa Granulat ist das weltweit am meisten eingesetzte Knochenersatzmaterial in der oralen Geweberegeneration.

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Worauf kommt es bei Knochenersatzmaterial an?

Damit das Knochenersatzmaterial fest mit dem Kieferknochen verwächst und dem Gebiss festen Halt gibt, muss das Material mehrere Anforderungen erfüllen:

• Knochenersatzmaterial muss Spender-unabhängig verfügbar sein.
• Es muss ein geringes Transplantationsrisiko bergen.
• Es soll eine ausreichende mechanische Stabilität gewährleisten.
• Es soll eine hohe biologische Wertigkeit mitbringen - hohe osteoinduktive (zieht körpereigene Bindegewebsstammzellen an) und osteokonduktive (Oberfläche ermöglicht das Anhaften von Bindegewebsstammzellen) Leistungsfähigkeit des Knochenersatzmaterials.

Welche Risiken sind möglich?

Wie bei jeder Transplantation besteht auch bei Knochenersatzmaterial die Möglichkeit von Abstoßungs- und allergischen Reaktionen auf das eingesetzte Material. Zudem kann bei biologischem Knochenersatzmaterial, mit Ausnahme des autologen Knochenersatzmaterials, eine Krankheitsübertragung nicht ausgeschlossen werden.

Ist Knochenersatzmaterial so stabil wie der eigene Knochen?

Knochenersatzstoffe und Transplantationsmethoden in der Zahnmedizin entwickeln sich ständig weiter. Tatsächlich wurde der Einsatz solcher Ersatzmaterialien lange diskutiert, denn in der Vergangenheit wurde Knochenersatzmaterial nicht immer optimal vom Körper angenommen und in stabiles Knochengewebe umgebaut. Solche Kritikpunkte stammen allerdings teilweise bereits aus den 1980er Jahren.

Die damals verwendeten Materialien werden heutzutage zum Teil gar nicht mehr verwendet. Moderne Materialien verbinden sich in der Regel stabil mit dem Knochen. Computergestützte bildgebende Verfahren ermöglichen dem Zahnmediziner den Heilungserfolg bis tief in den Knochen nachzuprüfen.

Der Goldstandard für Knochenersatz ist aber nach wie vor der körpereigene Knochen, welcher mit Bone Scraper (Knochenschaber) in der unmittelbaren Umgebung des Operationsgebietes gewonnen werden kann.

Vor der Behandlung - Ablauf

Die Behandlung einer Knochenersatzverwendung läuft stets nach dem gleichen Schema ab. Zunächst wird auf Basis eines Fragebogens eine Analyse zum Gesundheitszustand gemacht.

Für ältere Menschen ist das Analyseergebnis besonders wichtig, da sich der Zahnarzt stets die Frage stellen muss, ob eine ambulante Behandlung möglich ist. Anschließend ist eine Untersuchung des Zahnfleischs nötig, damit der Zahnarzt ein genaues Bild zur Zahnumgebung und zum Gesundheitszustand des Mundbereiches erhält. Zu diesem Zweck werden auch die Zähne selbst, sowie die Mundschleimhaut unter die Lupe genommen.

Danach wird eine Zahnreinigung durchgeführt, ehe die Zahntaschen vermessen werden. Im Notfall müssen beschädigte Zahnfleischtaschen vor dem Eingriff behandelt werden.

Häufig wird eine Knochenersatzbehandlung durchgeführt werden, um bestehende Knochen zu erhalten, insbesondere in der Zahnmedizin, wenn keine ausreichenden Knochenmaterialien vorhanden sind.

Notfalls wird auch ein sogenannter Sinuslift durchgeführt, um Raum für die Implantate zu schaffen.

Wie wird das Knochenersatzmaterial in den Kiefer eingebracht?

Die Entnahme von allogenem Knochenersatzmaterial erfolgt nach einem vorgegebenen Protokoll, wonach der externe Spender zunächst mittels Blutprobe auf mögliche Infektionskrankheiten untersucht wird. Erst nachdem alle Sicherheitsmaßnahmen vollständig erfüllt und das Material sterilisiert wurde, wird das biologische Knochengewebe für die Implantation freigegeben.

Das Einbringen des Knochenersatzmaterials erfolgt im Rahmen eines operativen Eingriffs, bei dem eine Vollnarkose notwendig ist. Das Transplantat wird vom Zahnarzt auf die Transplantationsstelle aufgebracht und mit Hilfsmaterialien (Schrauben, Platten) fixiert.

Auch winzigste Bewegungen des gerade transplantierten Materials müssen vollständig verhindert werden, damit die Einheilung erfolgreich verläuft. Danach wird die Wunde gründlich verschlossen. Nach einiger Zeit folgen eine Wundkontrolle und gegebenenfalls eine Nahtentfernung.

Patientenhinweis - Knochenersatz OP

Nachdem die Implantation des Knochenersatzes erfolgreich abgeschlossen wurde, muss der oder die Betroffene einiges beachten, um den Heilungsverlauf nicht zu gefährden. In den ersten Tagen sollten keine körperlichen Anstrengungen erfolgen. Auch die Art der Nahrung, die aufgenommen wird, muss sorgfältig gewählt werden, damit es nicht zu Entzündungen und Schmerzen kommt. Alkohol, Tee und Kaffee sind u. a. tabu. Vermeiden sollten operierter Personen zudem Mundspülungen und elektrische Zahnbürsten, da diese leicht Schäden anrichten können. Routinechecks beim Zahnarzt gehören ebenfalls zur Nachbehandlung einer Knochenersatzverwendung bzw. Implantation. Die Heilphase variiert je nachdem, ob die Implantate im Ober- oder Unterkiefer eingesetzt wurden. Drei Monate dauert die Einheilung beim Unterkiefer und sechs Monate beim Oberkiefer.

Wie lang ist die Einheilphase?

Wundheilung und Geweberegeneration spielen bei der Auswahl und Verwendung von Knochenersatzmaterial eine zentrale Rolle. Im Allgemeinen wird ein Zeitraum von drei bis sechs Monaten für die Einheilphase veranschlagt. Häufig kommen spezielle Wachstumsstimulatoren in Form sogenannter Knochen-morphogenetischer Proteine (auch BMP oder Bone morphogenetic proteins genannt) oder angereichertes Blutplasma (PRGF, Plasma Rich in Growth Factors) zum Einsatz, um die Einheilung zu beschleunigen.

News zum Thema Knochenersatz

3-D Drucker für Prothesen

Der 3-D Druck wird immer beliebter in Bezug auf Knochenersatz, insbesondere in der Zahnmedizin. In der Zahnmedizin werden auch heute noch oftmals teure und von Hand gefertigte Zahnprothesen benötigt, die zudem eine lange Herstellungszeit aufweisen. 3-D Drucker können dabei helfen, einen kostengünstigeren und vor allem schnelleren Knochenersatz zu erzeugen, weshalb die Zahnmedizin zunehmend auf diese Methode setzt. So können auch Prothesen selbst zukünftig günstiger werden, da sie mit einem 3-D Drucker praktisch zu Hause erzeugt werden.

Abbaubarer Knochenersatz

Erst vor Kurzem haben Forscher abbaubaren Knochenersatz entwickelt. Da bei Knochenbrüchen oft Implantate verwendet werden, die nach dem Einsetzen wieder operativ entfernt werden müssen, musste umgedacht werden. Daher entwickelten Forscher eine Methode entwickelt bei der das Material nach und nach vom Körper aufgenommen wird und sich dabei gleichzeitig neues Knochengewebe generiert.

Weitere interessante Fakten

Am Fraunhofer-Institut in Stuttgart haben Forscher zudem einen Knochenersatz entwickelt, der Keime gezielt abhalten kann. Der Knochenersatz kommt dabei mit einem integrierten Infektionsschutz daher, der eine Substanz aufweist, die stark an Mehl erinnert. Damit keinerlei Komplikationen mit dem Infektionsschutz auftreten, haben die Forscher bestimmte Knochenersatzteile mit Antibiotika beschichtet.

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