PEERS

Dr. Reinhard Gruber, Professor für Orale Biologie an der Medizinischen Universität Wien, forscht mit seinem Team an molekularen und zellulären Mechanismen der oralen Wundheilung und Knochenregeneration. Mit seinem Referat Plättchenreiches Fibrin (PRF): Biologische Prinzipien und deren Anwendung gab er anhand der aktuellen Literatur und neuesten Ergebnissen aus dem eigenen Forschungsbereich einen fundierten Überblick und praxisrelevante Hinweise zum Thema PRF und seinen verfahrensabhängigen, indikationsspezifischen Varianten – Solid oder Liquid PRF – und deren Indikationsbereiche.

Solid PRF, aus dem die PRF-Membranen durch Auspressen von Serum hergestellt werden, dient als Reservoir bioaktiver Moleküle und als Matrix zur Unterstützung der Wundheilung und Knochenregeneration. Die roten Zentrifugenröhrchen enthalten Aktivatoren der Blutgerinnung. Aufgrund der raschen Gerinnung ist in der Praxis die Zentrifugation des Blutes innerhalb von 60 bis 90 Sekunden entscheidend, um PRF-Membranen in Standardgröße herzustellen, da eine längere Wartezeit bereits zu einer signifikanten Größenreduktion führen kann. Da manche Röhrchen lösliche Aktivatoren wie Silikate und Silikone enthielten, die sich dann auch im Sold PRF wiederfänden, empfahl der Referent, die Röhrchen vor Erstgebrauch zu testen: einfach die Röhrchen mit Wasser füllen und schütteln. Färbt sich das Wasser weiß und schäumt es auf, ist das ein untrüglicher Hinweis auf unliebsame Substanzen. Insgesamt haben die Röhrchen im Vergleich zu den Zentrifugen einen größeren Einfluss auf die endgültige Größe der PRF-Membranen.

Die Verteilung und Menge der Leukozyten im PRF hängen mit der Dauer und der Umdrehungszahl bzw. der relativen Beschleunigung (g) der Zentrifugation ebenso zusammen wie mit der Bauweise der Rotoren. Wir unterscheiden Zentrifugen mit geneigten von jenen mit frei ausschwingendem Rotor, wobei letzterer zu einer schärferen Separation der Komponenten führt. Bei den Zentrifugen mit geneigtem Rotor unterscheiden wir A-PRF das bei 1.300 rpm (etwa 200 g) in 8 Minuten hergestellt wird von L-PRF das bei 2.700 rpm (etwa 700 g) und 12-minütigem Zentrifugieren gewonnen wird. Bei Zentrifugen mit frei ausschwingendem Rotor wird das H-PRF bei 700 g und 8 Minuten hergestellt. Trotz der teilweise unterschiedlichen Verteilungen der Zellen im Solid PRF ist die klinische Relevanz der unterschiedlichen Präparationen größtenteils unbekannt.  

Liquid PRF gewinnt man in weißen, blauen und grünen Röhrchen; grundsätzlich sind das Röhrchen, die keine Aktivatoren enthalten. Großvolumiges Liquid PRF wird zur Herstellung von „sticky bone“ verwendet, dem Solid PRF beigemengt wird. Beim kleinvolumigen Liquid PRF unterscheiden wir das i-PRF das bei etwa 300 g für 5 Minuten hergestellt wird vom C-PRF das bei 2.000 bis 3.000 g und 8 Minuten Zentrifugation hergestellt wird. Das C-PRF entspricht dem „buffy coat“, also der Anreicherungszone von Thrombozyten und Leukozyten oberhalb des roten Blotklots. Großvolumiges Liquid PRF erhält man durch gemeinsames Verwenden des zellarmen Plasmas („platelet-poor plasma“; PPP) und des zellreichen C-PRF. Die Präparation von Liquid PRF ist nicht streng geregelt. So lassen sich Liquid A-PRF und Liquid L-PRF ebenfalls durch den Einsatz unbeschichteter Röhrchen in verschiedenen Zentrifugen herstellen. Abschließend erwähnet Prof. Gruber das durch Erhitzen von PPP ein Albumin-Gel entsteht, das mit C-PRF angereichert wird und verzögerte Resorptionseigenschaften aufweist. Ob das Albumin-PRF sich künftig als biologische Barrieremembran für GBR-Verfahren anbietet, muss noch geklärt werden.

Das Einsatzspektrum von PRF mit seinen Varianten L-PRF, A-PRF, H-PRF, i-PRF, C-PRF und PPP ist breit gefächert und die Effizienz als Matrix, flüssig oder in Kombination mit Knochenersatzmaterial in der Literatur von Autoren wie Richard Miron, Shahram Ghanaati und Marc Quirynen gut dokumentiert: Socket Preservation, verbesserte und induzierte Angiogenese, Stabilisierung der Extraktionsalveole, Regeneration der Weichgewebe im Bereich von Implantaten, Keratinisierung der Mukosa, Rezessionsdeckung, Heilung bei Osteonekrose, Schmerzreduktion sowie eine Minderung der Nebenwirkungen antiresorptiver Therapie, verbunden mit verbesserter Ausheilung.

Eigene Forschungsdaten von Prof. Gruber zeigen, dass – unabhängig von der Präparation – PRF eine stark entzündungshemmende Wirkung auf Makrophagen und Zellen der mesenchymalen Linie hat. Zudem hemmt PRF die Entstehung knochenresorbierender Osteoklasten in vitro, wodurch der Erhalt des Alveolarkamms zumindest theoretisch gefördert ist. Weitere Studien legen nahe, dass die von PRF freigesetzte TGF-β-Aktivität an Titanoberflächen und Kollagenmembranen adsorbiert und somit den Heilungsprozess lokal fördert. PRF kann auch den oxidativen Stress durch die Freisetzung von Katalase reduzieren. Bekannt ist zudem das angiogene Potenzial von PRF, worüber die Bildung von Blutgefäßen in vivo gefördert werden konnte. Fazit: Die Erforschung von PRF in Bezug auf die molekularen und zellulären Mechanismen und die klinische Anwendung bleibt spannend.

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ZTM Haristos Girinis aus Nagold gab anhand einer Fülle exemplarischer und inspirativer Bilder einen aktuellen Überblick über die verschiedenen Optionen, die sich bei einer vollkeramischen Versorgung dem Zahntechniker je nach Anforderung des Zahnarztes und Anspruch des Patienten bieten. Neben den qualitativen und ästhetischen Aspekten einer Restauration müsste dabei auch die Wirtschaftlichkeit beachtet werden. Das gelte für Einzelkämpfer wie für Großlabore gleichermaßen.

Die laufende Optimierung und Spezifizierung der vollkeramischen Gerüstmaterialen – Festigkeit, Transluzenz, mehrschichtige Farbverläufe – erlauben ein breiteres Verwendungs­spektrum und eine optimierte Verarbeitung, indem die klassische Schichttechnik um die Maltechnik erweitert wurde. Dafür stehen dem Zahntechniker neuerdings auch 3D-Pastenkeramiken zur Verfügung. Sind diese Pasten schon ein echter Ersatz für die klassische Verblendkeramik? Oder gibt es (noch) Grenzen hinsichtlich Handling, Funktion, Festigkeit und Ästhetik?

Festzuhalten sei, es gibt (noch) kein Material, das die relevanten Komponenten für eine ästhetische wie funktionale und langlebige Restauration – Festigkeit, Farbsättigung, Transluzenz, Opaleszenz, Fluoreszenz, Oberfläche, Struktur und andere mehr – in sich vereinigt. Zu viele Parameter sind zu bedenken: Die Ansprüche und Wünsche von Patienten, Zahnarzt und Zahntechniker, intraorale Befunde (Zustand Restgebiss, okklusale Beschaffen­heit, Kaumuster, Bruxismus u. a. m.), Art der Versorgung (wie festsitzend, herausnehmbar, bedingt herausnehmbar, zahn- oder implantatgetragen, Resilienz der Trägerstruktur) und nicht zuletzt die lnvasivität der Restauration.

So nimmt bei Zirkonoxid mit zunehmender Transluzenz die Biegefestigkeit ab und umgekehrt, was wiederum seine Indikation im Front- und Seitenzahnbereich sowie als Einzelzahn oder mehrgliedrige Brücken bestimmt. Das gilt ebenso für die Multilayer-Materialien. Lithiumdisilikat zeichnet sich durch sehr gute lichtoptische Eigenschaften für die ästhetische Integration aus, ist aber nur für Kronen und dreigliedrige Brücken geeignet. Mit 2D-Pasten lassen sich farbige Glasuren ohne Struktur auftragen. Ihre geringe Partikel­größe in Wechselwirkung mit der Transluzenz der darunterliegenden Massen ermöglicht eine Optimierung der Zahnfarbe, des Helligkeitswertes sowie der Tiefenwirkung vollkerami­scher Restaurationen. Mit den gebrauchsfertigen 3D-Pasten kann zudem Struktur auf die Oberflächen brennstabil aufgebracht werden. Die Verbindung etwas größerer Keramik­partikel mit einer thixotropen Paste ermöglicht eine natürliche Gestaltung im Schneide-
und Kauflächenbereich, das präzise Anbringen von Kontaktpunkten sowie eine Fluoreszenz natürlicher Zähne.

Sein Fazit:
Die klassische Verblendkeramik ist zwar noch nicht gänzlich zu ersetzen, aber die modernen Vollkeramiksysteme in Verbindung mit 3D-Pasten vereinfachen und verkürzen den Workflow im Labor. Die Ergebnisse sind ästhetisch ansprechend, da neben Farbe und Glasur auch Struktur aufgebracht wird. Welche Keramikmassen – Lithiumdisilikat oder ultrahochtransluzentes Zirkonoxid –eingesetzt werden, hängt von der Art der Präparation, dem Befestigungswunsch und dem ästhetischen Anforderungsprofil ab.

Dr. Peter Gehrke und Zahntechniker Carsten Fischer erörterten im Teamwork die verschie­denen Indikationen und diskutierten die Frage, was digitaler Workflow eigentlich ist. Für viele sei das gleichbedeutend mit navigierter Planung, um darüber die Voraussetzung für eine fachgerechte prothetische Versorgung zu schaffen. Doch das sei nur ein Teil des digitalen Workflows. Zwar ist der Einsatz computergestützter Scan- und Fertigungstech­nologien zur Herstellung von implantatgetragenem Zahnersatz oder Teilen für viele Anwender in Labor und Praxis bereits Realität. Doch allein schon die Modell­kontrolle ist wieder analog ebenso wie es bei herausnehmbaren Arbeiten analoger Schritte bedarf. Auch wenn Intraoralscans für bestimmte Arbeiten analoge Abformungen über­flüssig machen, stößt die digitale Abformung an ihre Grenzen, wo starke Angulationen prothetisch aus­geglichen werden müssen. Das gilt gleichlautend für suboptimal positionierte Implantate, die sich auf Basis von Intraoralscans nicht prothetisch exakt versorgen lassen. Ein digitaler Workflow funktioniere nur im Team, so Dr. Gehrke.

Intraorales Scanning ist weit mehr als nur Abformung, es ist Dokumentation und Qualitäts­kontrolle. Werden direkt nach Insertion die Implantatpositionen ins Labor übertragen, erhält der Zahnarzt ein unmittelbares Feedback als entscheidendes Kriterium vor der Anfertigung individueller CAD/CAM-Aufbauten in den Fällen, wo standardisierte Komponenten nicht mehr ausreichen. Mit individuellen Healing-Abutments lässt sich das gewünschte Emergenzprofil ausformen und die Daten können für die finale Versorgung übernommen werden. Das Risiko, die Mukosa durch die Krone zu stark zu verdrängen, ist damit ausgeschlossen: ein digitaler Workflow mit klinischem Nutzen.

Für provisorische Versorgungen, insbesondere im ästhetisch sichtbaren Bereich, wird unmittelbar nach Insertion ein Scan an das Labor gesendet, wo aus einem entsprechenden Kunststoffblock die provisorische Versorgung samt zugehöriger Anschlussgeometrie herausgefräst und bei Bedarf jederzeit reproduziert werden kann. Zudem lassen sich alle weiteren Schritte auf diesem Datensatz aufbauen. Ein weiterer „digitaler“ Vorteil liegt in der verlustfreien Verknüpfung verschiedener Komponenten in der Konstruktionssoftware.

Individuelle Komponenten wie Abutments lassen sich CAD/CAM-geführt in dem gewünschten Design und den bevorzugten, auch neuen Materialien herstellen. So weisen einteilige und mit Nitrit-beschichtete Titanabutments eine hohe Biokompatibilität bei nur noch geringem Farbshift auf und bieten eine hohe Biege-Bruch-Festigkeit. Bei Volumen­defiziten wiederum können die gewünschte Mukosastruktur und die ideale Menge des gewünschten Weichgewebes mit virtueller Planung noch vor dem chirurgischen Eingriff festgelegt werden.

Grenzen findet der digitale Workflow bei multiplen Implantaten und der frästechnischen Herstellung einer passiv sitzenden NEM-Brücke. Position und Ausrichtung der Implantate exakt abzuformen, gelingt nur analog, eine entsprechende intraorale Erfassung scheitert (noch) am inhärenten Mismatch der Scanbodies.

Bei implantatgetragenen, CAD/CAM-gefrästen Stegen ist die Topografie der transmuko­salen Oberfläche für die Integration der Weichgewebe und der Reduzierung von Plaque- und Bakterienretentionen ausschlaggebend. Hier zeigen profilometrische Analysen Qualitätsunterschiede in der externen Herstellung, die eine manuelle Nachbearbeitung im Labor notwendig machen.

Ebenfalls nicht im rein digitalen Workflow, sondern nur mit analogen Zwischenschritten realisierbar ist die prothetische Versorgung schmaler Implantate in engen Lücken mit individualisierten Standardaufbauten, wie sie nach kieferorthopädischer Behandlung von Nichtanlagen auftreten können.

Der externe, innerhalb des Weichgewebes oder in der Nähe von krestalem Knochen liegende Mikrospalt bei Hybridaufbauten wie zweiteiligen Zirkonabutments kann aus funktioneller, biomechanischer und insbesondere auch aus biologischer Sicht als klinisch nicht relevant angesehen werden. Daher eignen sich solche Hybridaufbauten sowohl für den Front- wie den Seitenzahnbereich.

Das Acuris-Konzept für die implantatprothetische Einzelzahnversorgung mit präfabrizierten Metallkomponenten und der durch Friktion haftenden, jedoch bedingt abnehmbaren konometrischen Krone braucht ebenfalls noch den analogen Workflow bzw. die analoge Abformung.

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Fokke Jan Middendorp, Unternehmer (Bluem Europe BV) aus VH Wijhe in den Nieder­landen, sprach über die topische Sauerstofftherapie (TOT) als effektiven Weg zur Verhinde­rung polymikrobieller Biofilm-assoziierter Infektionen und damit zur Vorbeugung und Heilung von Parodontitis und periimplantären Erkrankungen, zum Beispiel bei Gewebe­verluste infolge von Dehiszenzen und Nekrosen nach umfangreichem Knochenaufbau. Für die klinische, intraorale Anwendung wird Aktivsauerstoff mittels eines stabilisierten, aktiven Sauerstoff produzierenden Gels lokal direkt in das Wundbett appliziert.

Die TOT basiert auf der hyperbaren Sauerstofftherapie oder auch Sauerstoffüberdruck­behandlung (Hyperbare Oxigenation, HBO). Die Wirkungen der HBO – in den Niederlanden als Therapieform anerkannt – sind durch umfangreiche experimentelle Studien gut definiert und lassen sich auf physikalische, physiologische und biochemische Prozesse zurückführen. So unterstützt die HBO eine erfolgreiche Wundheilung, da in diesem Fall ein erhöhter Bedarf an sauerstoffassoziierten, reparativen Prozessen wie Zellproliferation, Bakterien­abwehr, Neoangiogenese und Kollagensynthese besteht. Bei hypoxiebedingten Problemen im Bereich des Knochengewebes ermögliche die HBO/TOT damit einen vermehrten Abbau nekrotischen Materials durch eine verstärkte Osteoklastentätigkeit sowie einen Knochen­neuaufbau durch eine sauerstoffinduzierte Aktivierung der Osteoblasten. Auch bei freien Knochentransplantaten beschleunige die Wundoxygenierung die Einheilungsvorgänge und Umbauprozesse.

Hauptwirkstoffe des farblosen und geschmacksneutralen Gels sind – neben über 100 mg/l O2 – Natriumperborat sowie das Enzym Glucose-Oxidase in Form von Honig-Extrakt. Beide Stoffe setzen beim Auftrag auf die Verletzung kontrolliert Wasserstoffperoxid in niedrigen physiologischen Konzentrationen (0,15 %) frei, womit die topische Angiogese günstig beeinflusst und eine ausreichende antimikrobielle Wirkung erzielt wird, während eine höhere, zur Desinfektion im Handel erhältliche Konzentration von 3 Prozent v/v an Wunden oxidative Schäden verursachen kann. In verschiedenen Arbeiten konnte für die topische Sauerstofftherapie aufgezeigt werden, dass

• die Oxygenierung des Gewebes an Periimplantitis-Stellen im Vergleich zu gesunden Stellensignifikant verringert war und mit Aktivsauerstoff positive Ergebnisse bei der Vorbeugung und Heilung von Parodontitis und periimplantären Erkrankungen erzielt werden können;
• gründliche subgingivale Zahnsteinentfernung und Wurzelglättung zusammen mit einer adjuvanten topischen Sauerstofftherapie zur Verringerung parodontaler Taschen führen;
• Zahnpasten, die aktiven Sauerstoff und Lactoferrin (BM) enthalten, eine vergleichbare Wirksamkeit gegen Plaque und Mukoviszidose aufweisen wie triclosanhaltige Zahnpasten;
• die Risiken gängiger antimikrobieller Substanzen wie CHX für die orale Mikroflora (Osteoblastentoxizität) durch die alternative Sauerstoffapplikation ausgeschlossen werden;
• mit Sauerstoffzufuhr Anastomosenleckagen vermindert auftreten.
  
  

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Dr. Dr. Lars Bonitz, Oberarzt am Klinikum Dortmund, forscht an der Optimierung effektiver Schienentherapien bei Vorliegen einer obstruktiven Schlafapnoe (OSA). Allein in Deutsch­land sind rund 20 Millionen Personen davon betroffen. Dabei kann es während des Schlafs je nach Symptomstärke durch wiederholten Kollaps der oberen Atemwege zu mehrfachen Atempausen (Apnoe-Hyponoe-Index AHI) von bis zu 40 Sekunden kommen. Ab einem AHI-Wert von fünf spricht man von einer leichten, ab 15 von einer mittelschweren und ab 30 von einer schweren Form der Schlafapnoe.

Unbehandelt sind die Folgen einer wiederholten Sauerstoffentsättigung erheblich: morgendliche Kopfschmerzen, Tagesmüdigkeit, Konzentrationsstörungen, Depression, Arteriosklerose, Bluthochdruck, kognitive Dysfunktionen, demenziellen Erkrankungen und anderes mehr. Auch mit kardialer Ischämie, Herzrhythmusstörungen und Schlaganfällen wird die OSA in Verbindung gebracht. Für ein Viertel aller tödlichen Kfz-Unfälle ist der Sekundenschlaf ursächlich, der wiederum durch OSA hervorgerufen werden kann. Eine OSA schränkt die Lebensqualität deutlich ein und kann unbehandelt die Lebenszeit um bis zu 18 Jahren verkürzen. Das Problem aber ist, dass die OSA bzw. der AHI-Grad als Auslöser nur retrospektiv und zum Teil erst mit langjähriger Verzögerung erkannt wird. Ziel muss daher eine optimierte Diagnostik sein, um die potenzielle Entwicklung frühzeitig bewerten und therapieren zu können. Approximative virtuelle Simulationen, basierend auf Methoden der „künstlichen Intelligenz“, bieten hierfür einen erfolgversprechenden Ansatz.

Aktueller Goldstandard für die Diagnose ist die Polysomnographie. Nasenklemme, Unter­kieferprotrusionsschiene und CPAP-Masken sind die je nach AHI-Grad gängigen Therapie­mittel. Während bei Kindern eine Tonsillektomie durchaus gute Wirkung erzielt, bringen chirurgische Intervention bei Erwachsenen meist keinen dauerhaften Effekt, da die eigent­lichen Ursachen – der Kollaps der Weichgewebe – nicht „geheilt“ wird. Unterkieferprotrusionsschienen – mittlerweile gibt es eine grundsätzliche, in der genauen Höhe noch offene Kostenübernahme durch die Krankenkassen – können als probates Therapiemittel hingegen im unteren/mittleren AHI-Bereich eingesetzt werden.

Mit dreidimensionalen Aufnahmen und entsprechender Software (SICAT Air) können die oberen Atemwege mittlerweile zwar realistisch dargestellt und Engstellen sichtbar gemacht werden, aber der entscheidende Auslöser einer OSA ist nicht der Durchmesser der Atem­wege, sondern ihre Verlegung durch im Atemstrom flotierendes Weichgewebe. Daher müssen Strukturen und Strömung in ihrer Wechselwirkung möglichst patientenspezifisch erfasst werden.

Das verlangt Kenntnisse über die Art und Lokalisation des beweglichen Weichgewebes, das im Atemstrom schwingt und die Atemwege verlegen kann. Da es jedoch keine Möglichkeit gibt, den Kollaps – Unterkiefer und Zunge sinken nach unten, die Atemwege verengen sich – bei lebenden Patienten zu beobachten, gibt es viele Unsicherheiten in Bezug auf Diagnose und Therapieerfolg.

Ein neuer Behandlungsansatz (Studie gefördert durch das BMBF, Projekt-ID 13GW065A) bedient sich der Methoden der „Artificial Intelligence“ (AI) bzw. der „Künstlichen Intelligenz“ (KI) und erlaubt auf Basis patientenspezifischer CFD- und FSI-Simulationen (Computational Fluid Dynamics bzw. Fluid-Struktur-Interaktion) der oberen Atemwege die strömungs­mechanischen Parameter mit numerischen Methoden zu erfassen, als approximative Strömungsbilder darzustellen und darüber die schienentherapeutischen Maßnahmen zu optimieren. Die Validierung der virtuellen Modelle erfolgt über 3D-gedruckte Atemwegs­modelle einschließlich der Weichgewebe. Bei allen Studienteilnehmern konnten KI-basiert die für die Obstruktion anatomisch relevanten Regionen erfasst und eine Vorhersage über die Wirksamkeit der Therapie mittels Protrusionsschiene getroffen werden.

Die Ergebnisse machen Hoffnung, dass aussagekräftige Strömungssimulationen frühzeitig lokale, patientenindividuell anatomische Ursachen für eine OSA detektieren und sich daraus optimierte therapeutische Maßnahmen für OSA-Patienten ableiten lassen. Zudem kann durch Einbindung entsprechender altersabhängiger Korrelationen der biomechanischen Parameter die Progression der Erkrankung präventiv antizipiert und berücksichtigt werden. Der Zeitaufwand für eine patientenspezifische Diagnostik und eine individuelle Therapie wird erheblich verkürzt und die Erfolgsquote der Behandlung mittels Schienentherapie erhöht.

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