Autologe Konzepte in der Zahnmedizin 2: Der komplexe Fall

Bis zu diesem Zeitpunkt bestand meine gesamte zahnmedi­zinische Welt, mit Ausnahme von Knochenblöcken und körper­eigenen Knochenspänen, entweder aus synthetischen oder alloplastischen Materialien, die oft klinisch mit Kompromissen und Problemen behaftet waren. Der englischsprachige Artikel beschäftigte sich mit dem sogenannten Smart Grinder­-Konzept. Dabei handelt es sich um ein Produkt der israelisch­amerika­nischen Firma KometaBio Tissue Engeneerigund wurde maßgeb­lich von Prof. Itzhak Binderman entwickelt (Universität Tel Aviv, Israel). Retrospektiv gibt es eine fünfjährige Erfahrungsgrund­lage, wobei das Prinzip der Nutzung von Dentin als Medium der Osseoregeneration bereits 1967 beschrieben wurde. ¹

Vom Aufbau ähnelt das Gerät optisch einer hochwertigen Kaffeemühle modernen Designs. Die Basiseinheit bildet ein Elektromotor mit einer integrierten Vibrationsplatte. Dieser Einheit lässt sich eine Kammer aufsetzen, welche ein nicht zu sterilisierendes Einmalprodukt ist. Die Kammern sind in meh­rere Kompartimente unterteilt. Das größte ist die mit einer Plexiglashaube zu schließende Hauptkammer, in welcher der Zahn eingelegt und mittels Mühlwerk zerkleinert wird. Bei Aktivierung der Vibrationsfunktion fällt das Partikulat durch ein erstes Sieb, so dass nur Partikel einer definierten Größe von 300 bis 1.200 μm die Hauptkammer verlassen können. Ver­bleiben größere Partikel in der Hauptkammer, so kann die Par­tikulierung beliebig oft wiederholt werden, bis alle Zahnanteile die Hauptkammer verlassen haben. Diese gelangen über eine kurze Fallstrecke in die erste Auffangkammer, welche wiede­rum ein Sieb von 300 μm im Boden aufweist. Durch aktivierte Vibration werden somit Partikel, die sich wissenschaftlich als zu klein erwiesen haben, in einem Abfallcontainer separiert.

Das Aufarbeitungsprotokoll beinhaltet vier einfache Schritte, bestehend aus Extraktion, mechanischer Reinigung, Partikulie­rung und chemischer Reinigung: Die Extraktion erfolgt nach den Regeln der Minimalinvasivität und sollte chirurgisch, idealer­weise ohne Hebel, mit Bedacht auf die vestibuläre Lamelle erfolgen. Anders als bisher muss bei Osteotomien jedoch ebenfalls Wert auf den Substanzerhalt des Zahnes gelegt wer­ den. Grundsätzlich werden alle extrahierten Zahnbruchstücke (Wurzel und Überreste der klinischen Krone) dem Smart-Grin­der­-Verfahren zugeführt, nachdem diese mechanisch mittels Diamanten von allen Unreinheiten wie Füllungen, Zementen, Karies und Konkrementen entfernt wurden. Als besonders wichtig hat sich die penible Trocknung der Fragmente erwie­sen, da Feuchtigkeit den Prozess des Partikulierens erheblich negativ beeinflussen kann.

Der zeitliche Aufwand beträgt insgesamt circa 15  Minuten und erzeugt ein stets größeres Volumen als das des zugrunde­ liegenden Zahnes. Nach eingehender Schulung ist der gesamte Prozess der Aufarbeitung des Materials delegationsfähig.

Step by Step: von einem extrahierten Zahn zu einem autogenen partikulären Dentin

Das Smart Dentin Grinder (SDG)-Verfahren bietet eine effiziente Methode zur Umwandlung eines extrahierten Zahnes in partikuläres Dentin, welches sofort für die Augmentation in der Extraktionsalveole oder als Knochenersatzmaterial für andere Knochenaugmentationsverfahren verwendet werden kann.

Schritt 1: mechanische Reinigung der Zahn-/Wurzeloberfläche

Der extrahierte Zahn ist in der Regel mit einem Biofilm aus Bakterien, Toxinen und Weichgewebe wie dem verbleibenden Parodontalligament auf seiner Wurzeloberfläche bedeckt. Darüber hinaus enthält die Zahnkrone in vielen Fällen Fremdmaterialien wie Zemente, Füllungsmaterialien und verbleibende Keramikanteile. In einigen Fällen ist der Wurzelkanal mit Bakterien infiziert. Nach der Extraktion sollten alle Fremdmaterialien einschließlich Polymer-, Zement-, Metall-, Keramik- und Wurzelkanalfüllungsmaterialien gründlich mechanisch mit einem Bohrer oder einem Piezoinstrument entfernt werden. Dies dauert in der Regel nur ein bis drei Minuten und wird typischerweise vom Zahnarzt oder seiner Assistenz durchgeführt. Nach mechanischer Reinigung verbleibt eine saubere Oberfläche die hauptsächlich aus Dentin bestehen sollte.

Schritt 2: Trocknung

Trocknen Sie den sauberen Zahn gründlich bevor Sie ihn in die sterile Kammer legen. Dies erfolgt am besten unter der Zuhilfenahme der Pressluft der Behandlungseinheit. Sollte der Zahn nicht suffizient getrocknet sein, kann es zu Verklumpung in der Kammer führen, was eine Wiederholung des folgenden dritten Schrittes zur Folge hat.

Schritt 3: Partikulieren des Zahnes

Eine speziell entwickelte Einwegkammer (Mahlkammer) wird am Smart Dentin Grinder mittels Verriegelung angebracht. Diese Schleifkammer verarbeitet den Zahn prozesssicher und effizient, so dass innerhalb von 30 Sekunden Zahnpartikel in zwei Standardgrößen entstehen. Dieser Vorgang kann beliebig oft wiederholt werden, sollten große Zahnfragmente in der Mahlkammer verbleiben. In der Regel können bis zu zwei bis drei Zähne gleichzeitig partikuliert werden. Etwa 90 Prozent der entstehenden Partikel werden im oberen Auffangbehältnis gesammelt, die Teil der Mahlkammer ist.

In dieser oberen „Schublade“ werden Fragmente mit einer Par­tikelgröße von 300 bis 1.200 μm gesammelt. Dieser Größen­ bereich gilt als optimal für das Erreichen einer osteogenen Wechselwirkung. Kleinere Teilchen werden in einer separaten unteren Schublade gesammelt. Partikel, die kleiner als 300 μm sind, resorbieren typischerweise viel schneller, können aber bei Bedarf verwendet werden.

Schritt 4: Chemische Reinigung der Dentinpartikel

Nach dem Partikulieren des Zahnes werden die Dentinpartikel in einen sterilen Glasbehälter überführt. Ein chemischer Reiniger, der aus 0,5 mol NaOH und 20 Prozent Ethanol besteht, wird verwendet, um die gesamte Oberfläche zu bedecken. Hierbei wird sanftes Schütteln empfohlen, um der Reinigungslösung zu helfen, die Partikel zu benetzen und in die Dentinkanälchen einzudringen. Der Reiniger ist sehr effektiv und löst alle organi­schen Materialien wie zum Beispiel Bakterien, Endotoxine und Viren. Dabei dringt er nachweislich effizient in die Dentinka­nälchen ein.

Nach 10 Minuten wird das Reinigungsmittel entfernt. Dies geschieht, indem die Flüssigkeit mit einem sterilen Tupfer auf­gesogen wird. Anschließend wird eine Phosphatpuffer­-Salz­lösung (PBS) für 3 Minuten in den Glasbehälter gegeben. Die PBS wäscht die Reinigungsmittelreste aus und bringt den pH­ Wert auf ein physiologisches Maß von 7,2 zurück. Danach wird die PBS mit einem sterilen Tupfer analog zum vorangegange­nen Schritt absorbiert und das leicht feuchte Material ist sofort gebrauchsfertig.

Schritt 5: Applikation des Dentin Grafts/Nutzung

Sobald die Reinigung abgeschlossen ist, ist das Knochenersatz­ material bereit, sofort verwendet zu werden. Das resultierende Ergebnis hat eine klebrige Konsistenz mit sehr guten Hand­habungseigenschaften für die Augmentation. Die Verwendung erfolgt analog anderer partikulierter Ersatzmaterialien

Schritt 6: Entsorgung der Mahlkammer/ Mitgabe nicht verwendeten Materials

Die Mahlkammer ist ein steriles patientenbezogenes Einmal­produkt. Daher ist ihre Nutzung bei anderen Patienten nicht möglich. Jedoch ist die Mitgabe der beschrifteten Kammer mit nicht verwendetem Material empfehlenswert, da  dieses zu einem späteren Zeitpunkt, nach erneuter chemischer Reini­gung, uneingeschränkt wiederverwendet werden kann.

Klinische Anwendung

Die Anwendung eines autologen Materials in partikulierter Form entspricht demselben Anwendungsspektrum anderer partikulierter Materialien, so dass dies in Indikationen wie der gesteuerten Knochenregeneration, dem Sinuslift oder der Therapie parodontaler Defekte genutzt werden kann. Die Par­tikel besitzen nach dem Aufarbeitungsprozess eine gewisse Adhäsivität, so dass sich das  Produkt gut verarbeiten lässt, an den Instrumenten haftet und eine gewisse Ortständigkeit beim Einbringen ermöglicht. Sie bieten ferner den Vorteil, dass im Gegensatz zu einem autologen Knochenblock nur geringe Komorbiditäten bei der Entnahme entstehen und kein weite­rer OP­-Situs eröffnet werden muss. Gleichzeitig ist das Ver­fahren selbstverständlich auf die Nutzung des eigenen Zahnes beschränkt, wobei jeder Zahn unabhängig seines Extraktions­zeitpunktes zeitlebens genutzt werden kann. Sollte nicht das gesamte Material verbraucht werden, so kann dies dem Pati­enten wie bereits zuvor beschrieben mitgegeben werden. Bei erneuter Nutzung muss dann erneut der Reinigungsprozess durchlaufen werden. Auch die Mitgabe der genutzten Kam­mer ist zu empfehlen.

Klinisches Beispiel (operiert durch Dr. Reza Abedian, Heidelberg)

Im November 2018 stellte sich eine 53­jährige Patientin bei uns mit der Bitte um eine prothetische Neuversorgung ihres Oberkiefers vor. Ihr Wunsch war es, innerhalb eines Tages mit festsitzendem Zahnersatz versorgt zu werden. Die allge­meine Anamnese ergab keine auffälligen Befunde. Die spe­zielle Anamnese zeigte, dass der Behandlungswunsch durch einen parodontal maximal kompromittierten Oberkiefer aus­gelöst wurde. So war bei der Patientin vor circa 15 Jahren eine Wurzelspitzenresektion am Zahn 21 durchgeführt wurden, der jetzt radiologisch einen großvolumigen Knochendefekt vermuten ließ. Im Bereich 14, 24 stellte sich ein konkaver Kno­chen dar, welcher gleichsam des Defektes in regio 15 aug­mentiert werden sollte. Da die Patientin wünschte, dass nur körpereigenes Material bei notwendigen Augmentationsmaß­ nahmen verwendet werden sollte, war vorgesehen die extra­ hierten Zähne als Quelle für ein Ersatzmaterial zu verwenden.

Chirurgisches Vorgehen

Die Zähne 15, 13, 12, 11, 21, 22, 23 und 24 wurden minimalin­vasiv entfernt, mechanisch gereinigt und radiologisch auf Ver­unreinigungen überprüft. Es erfolgte die Aufarbeitung nach dem oben beschriebenen Smart Grinder­-Protokoll. Nach der Extraktion wurden die Extraktionsalveolen mit BlueLase­-Säure konditioniert und gelasert. Bei der Mobilisierung eines voll­schichtigen Mucoperiostlappens von 17 bis 27 zeigte sich der vermutete Knochendefekt in regio 21 als vestibuläre Fenes­trierung mit starker weichgewebiger Verwucherung. Diese wurde entfernt und mittels der gewonnenen Partikel aus den extrahierten Zähnen augmentiert. Darüber hinaus erfolgte die Implantation von sechs Bredent SKY­-Implantaten nach dem SKY fast & fixed­-Prinzip. Da das Implantat 22 nur eine geringe Primärstabilität zeigte, wurde dies nicht in die sofortige pro­visorische Versorgung mit aufgenommen, welche noch am selben Tag erfolgte. Eine postoperative Kontrolle am Folgetag und die Nahtentfernung nach zehn Tagen zeigten keine post­ operativen Komplikationen.

¹ Yeomans JD, Urist MR. Bone induction by decalcified dentine implanted into oral, osseous and muscle tissues. Arch Oral Biol 1967;12:999-1008