Hintergrund

Der Ersatz von fehlenden Zähnen mit Implantaten ist eine Standardtherapie geworden. Neben Titanimplantaten haben sich Implantate aus keramischen Materialien inzwischen klinisch bewährt [1-3]. Zahlreiche Studien zu Keramikimplantaten zeigen Überlebensraten, die mit denen von konventionellen Titanimplantaten vergleichbar sind [4, 5]. Präklinische und klinischen Untersuchungen weisen bei zweiteiligen keramischen Implantatsystemen auF eine deutlich höhere Komplikationsrate im Vergleich zu einteiligen keramischen Implantaten hin [6]. Zudem konnte eine ausgeprägte Heterogenität  zwischen unterschiedlichen keramischen Implantatsystemen gezeigt werden [7]. Klinische Bewertungen einzelner Systeme können daher nicht auf andere Systeme ungeprüft übertragen werden. So liegen deutliche Unterschiede in der Implantatüberlebensrate und des periimplantären Knochenabbaus bei verschiedenen Implanattsystemen vor [8, 9]. Bedingt durch signifikante Unterschiede in der Materialkomposition und Herstellung der eingesetzten Zirkonimplantate [10], spielt zudem die Oberflächeneigenschaft des enossalen Implantatkörpers eine entscheidende Rolle [11, 12]. So ist auch die bei keramischen Implantaten der ersten Generation noch deutlich schlechtere Überlebensraten [13] erklärbar. Im Tierversuch konnte bei Zirkonoxidimplanaten mit einer rauen Oberfläche vergleichbare Knochen-Implantat-Kontakte (BIC) wie bei Titanimplantaten nachgewiesen werden [14]. Ein mit Titanimplantaten vergleichbarer BIC-Wert lies sich auch in einer humanen Untersuchung mit Zirkonimplantaten, die aufgrund einer Peri-Implantitis entfernt werden mussten, feststellen [15]. Als Vorteile keramischer Implantate werden die hohe Biokompatibilität und die geringe Anlagerung von Plaque herausgestellt [16-18]. Als eindeutiger Vorteil der Einteiligkeit wird der fehlende Spalt zwischen Implantat und Abutment gewertet. Eine Ansiedlung von Bakterien in diesem Spaltraum ist nicht vermeidbar [19].

Titanimplantate und Titanabutments können in Abhängigkeit von der Dicke des vestibulären Knochens, der Lage der Lachlinie oder beim Vorliegen eines dünnen Biofilms zu einem ästhetisch unbefriedigenden Ergebnis führen [20]. Keramische Abutments und Implantate zeigen hier ästhetisch zufriedenstellendere Ergebnisse. Daher wird eine Verwendung von keramischen Implantaten im Frontzahnbereich auch aus ästhetischen Gründen diskutiert [21, 22]. Lorenz et al. bewerteten in ihrer Untersuchung die Frontzahnversorgungen im Oberkiefer auf keramischen Implantaten mit einem hohen mittleren Pink Esthetic Score (PES) von 10.1 [18]. Holländer et al. konnten auch eine hohe Zufriedenheit, insbesondere mit dem ästhetischen Ergebnis bei Patienten, die mit Zirkondioxidimplantaten versorgt wurden feststellen [23]. 

Titanimplantate werden auch in Bezug auf die mögliche hypersensitive Eigenschaft durch die Freisetzung von Titanpartikel diskutiert [24, 25]. So steigt die Nachfrage der Patienten nach metallfreien, „weißen“ keramischen Implantaten auch zunehmend an [26, 27].

Einteiligen Implantaten wird eine deutlich eingeschränkte Indikation im Frontzahnbereich nachgesagt [28] und die Forderung nach zweiteiligen Implantaten erhoben.

Zweiteilige Implantate aus keramischen Materialien könnten diese Indikationseinschränkungen von einteiligen Implantaten teilweise aufheben. Dennoch ist die Anwendung von zweiteiligen keramischen Implantaten aufgrund der momentan verfügbaren Implantat-Abutment-Verbindungen noch als risikobehaftet zu bewerten [1, 16, 28].

Die Verwendung von einteiligen Implantaten stellt eine Herausforderung an die Planung da. Ein Ausgleich der Implantatposition hinsichtlich der Zahnposition und der Achsneigung ist nur bedingt möglich. Eine konsequente prothetisch basierte Planung [1] wird empfohlen. Diese kann durch ein navigiertes Verfahren erfolgreich umgesetzt werden [29]. Nachuntersuchungen zu komplexen Behandlungsfällen mit mehreren einteiligen Implantaten zeigen ein erfolgreiches Behandlungskonzept [30].

Das Ziel dieser Untersuchung war zu untersuchen, ob einteilige keramische Implantate in der ästhetisch relevanten Region im Oberkieferfrontzahnbereich eine Alternative zu zweiteiligen Implantaten sein könnten. Der eventuelle systembedingte Mehraufwand sollte beschrieben werden. Zudem sollte ermittelt werden, ob Implantate mit einem abgewinkelten Abutment eine Erweiterung der Indikation bringen würden.

Material und Methode

Die Einschätzung, ob einteilige Keramikimplantate verwendet werden können, erfolgte durch virtuelle Planungen an Fällen, die mit zweiteiligen Titanimplantaten versorgt worden waren. Konsekutiv wurden sämtliche Fälle aus der Praxis des Erstautors im Zeitraum 10/2011 bis 02/2020 retrospektiv ausgewertet.

Die Verwendung der Daten für eine anonymisierte retrospektive Auswertung wurde mit dem Ethikvotum der zuständigen Behörde gestattet (Ethik-Kommission der Landesärztekammer Baden-Württemberg, F-220-003-z vom 30.01.2020).

Als Einschlusskriterien wurden festgelegt:

• Durchgeführte Implantatversorgung bei mindestens einem fehlenden Zahn in der Oberkieferfrontzahnregion mit einem Titanimplantat
• Vollständige Planungsdaten bestehend aus CBCT, Oberflächendatensatz der Ist-Situation und Oberflächendaten mit einem prothetisch optimalem Wax-up oder Set-up
• Abgeschlossene Planung in einer Implantatplanungssoftware
• Gesicherte und gesperrte Datensätze aus dieser Operation
• Abgeschlossene schablonengeführte Implantation.

Die Planungen erfolgten im Zeitraum 10/2011 bis 02/2020. Sämtliche Planungen wurden von einem Zahnarzt (SiS) durchgeführt. Als Implantatplanungsprogramme wurden verwendet: SMOP (Swissmeda, Baar, Schweiz) und coDiagnostix (Dental wings, Montreal, Kanada). Sämtliche Planungen, die diese Einschlusskriterien erfüllten, wurden in die Auswertung aufgenommen.

Es wurden drei Gruppen gebildet:

1. Einzelzahnlücken:

   Versorgung eines Eckzahnes, lateralen oder zentralen Frontzahns im Oberkiefer

2. Schaltlücke:

   Mindestens ein fehlender Eckzahn, lateraler oder zentraler Frontzahn und

   Versorgung mit einer rein implantatgetragenen Brücke auf 2 Implantaten mit maximal 2 Brückengliedern

3. Komplexe Versorgung mit mehr als drei fehlenden Zähnen im Oberkieferfrontzahnbereich und einer rein implantatgetragenen Brückenversorgung mit mehr als 2 Implantaten.

Das Vorgehen der Neuplanung erfolgte nach dem folgenden Ablaufschema (Abb. 1).

Die Planung wurde als neuer Planungsfall gespeichert.

Das tatsächlich gesetzte Implantat wurde aus der Implantatdatenbank durch ein einteiliges cerarmic.implant (VITA Zahnfabrik, Bad Säckingen, Germany) ersetzt. Bei den Fällen, die in der Planungssoftware coDiagnostiX geplant waren, wurde das Titanimplantat durch das einteilige Pure Ceramic Implantat (Straumann, Basel, Schweiz) ausgetauscht.

Der Durchmesser und die Länge wurden jeweils entsprechend dem verwendeten Titanimplantat am nächsten verfügbaren keramischen Implantat gewählt.

Es erfolgte nun die Umplanung durch einen in der Software erfahrenen Zahnarztin (CE). Die Umplanung fand unter Beachtung aller Schnittebenen (Abb. 2) statt. Es wurde definiert, dass das Implantat allseits von 1.5 mm Knochen umgeben sein musste. Zur Beurteilung des Augmentationsbedarfes, wurde daher ein Zylinder mit einem Radius von 1.5 mm um das Implantat eingefügt. Bei der Planung mehrerer Implantate wurde die in den Programmen hinterlegte Funktion „Parallelisierung von Implantaten“ angewendet um eine entsprechend parallele Einschubrichtung für Brückenkonstruktionen zu gewährleisten (Abb. 3).

Die prothetisch basierte Planung durfte nicht verändert werden. Der notwendige Platzbedarf wurde so definiert, dass eine labial verblendete Kronen- oder Brückenversorgung aus einem Zirkonmaterial erfolgen kann. Palatinal wurde eine Mindestschichtstärke von 0,5 mm festgelegt, labial von 1.5 mm.

Zur Prüfung, ob ein Implantat mit abgewinkeltem Abutment eine Umplanung ermöglichen würde, wurden Implantatgrundkörper konstruiert mit den Durchmessern 4.0, 4.5 und 5.0 mm. Die Abutments wurden mit Winkeln von 6°, 10° und 14° entworfen. Analog zum ceramic.implant wurde die Abutmenthöhe mit 4.5 mm festgelegt (Abb. 4). Bei der Umplanung mit abgewinkelten Implantaten wurde nicht auf die praktische Umsetzung geachtet. Einteilige Implantate mit einem abgewinkelten Abutment benötigen einen entsprechenden zirkulären Freiraum zum Eindrehen des Implantates.

Unter diesen Vorgaben erfolge die Planung mit einteiligen Implantaten.

Die Bewertung fand nach der in Tabelle 1 formulierten Kriterien statt.

Augmentative Maßnahmen wurden begrenzt auf buccale Auflagerungen mit einer maximalen Ausdehnung von 1/3 der Implantatlänge. Mögliche Planungen die Augmentationen in einem zweizeitigen Verfahren oder einem externen Sinuslift bedurften, wurden in dieser Untersuchung als „nicht durchführbar“ kategorisiert.

Zur Validierung der Umplanung wurden 50 % der Fälle in zufälliger Auswahl durch einen zweiten Behandler ausgewertet (AK).

Statistische Auswertung

Die Daten wurden in Excel dokumentiert und ausgewertet.

Es wurde eine deskriptive statistische Auswertung durchgeführt. Gruppenunterschiede wurden zudem graphisch dargestellt.

Ergebnisse

Es erfüllten 92 Patienten die Einschlusskriterien und konnten in die Studie eingeschlossen werden.

Die Gruppen waren wie folgt verteilt:

Gruppe A (ein Implantat):      48 Patienten

Gruppe B (zwei Implantate): 22 Patienten

Gruppe C (drei oder mehr Implantate): 22 Patienten

Gruppe A

Die Verteilung in Gruppe A war wie folgt: 7 fehlende Eckzähne, 19 fehlende laterale Frontzähne und 26 fehlende zentrale Frontzähne. Bei 75.0% der Implantate waren in der Titangruppe Augmentationen notwendig

In dieser Gruppe konnten 97.9% (47 von 48) der Patienten mit einteiligen Implantaten versorgt werden. Es mussten keine zusätzlichen augmentativen Maßnahmen durchgeführt werden. Ein Fall konnte nicht versorgt werden. Ein Fall, bei dem es sich um einen zentralen Frontzahn handelte, konnte nicht versorgt werden. Es ließ sich keine Implantatposition finden, bei der der Canalis inzisivus nicht verletzt worden wäre.

Gruppe B

Gruppe B schloss 15 Planungen zum Ersatz von 3 Zähnen und 7 Fälle zum Ersatz von 4 Zähnen, jeweils Brücken zwischen den lateralen Schneidezähnen, ein.

Bei 52.3% der Titanimplantate waren ursprünglich Augmentation notwendig

Die Versorgung mit einteiligen Implantaten hätte in dieser Gruppe zu 77.3 % ohne Mehraufwand erfolgen können. 54.5% hätten ohne Änderungen mit einteiligen Implantaten versorgt werden können. Bei 22.8% wäre nach Umplanung der Implantatposition eine Versorgung möglich gewesen. In drei Fällen (13.6%) wäre die Implantation an der ursprünglich geplanten Position mit zusätzlichen augmentativen Maßnahmen möglich gewesen. Bei einem Fall wäre eine Umplanung und zusätzliche augmentative Maßnahmen nötig geworden.

Ein Fall hätte nicht versorgt werden können, da hier ein externer Sinuslift notwendig geworden wäre, der bei einem einteiligen sofortbelasteten keramischen Implantat als nicht indiziert festgelegt ist.

Damit wären insgesamt bei 18.2% der Patienten ein Wechsel auf ein einteiliges Implantatsystem mit einem augmentativen Mehraufwand möglich gewesen.

Gruppe C

In der Gruppe C wurden 22 Patienten mit insgesamt 81 Implantaten versorgt.  Bei 72,3% der Implantate war eine augmentative Maßnahme tatsächlich durchgeführt worden.  Die Implantatanzahl pro Patienten lag zwischen 3 und 5 Implantaten. Es wurden 4 – 8 Zähne mit einer implantatprothetischen Versorgung ersetzt. Die Aufteilung ist in Tabelle 2 dargestellt.

Ohne Mehraufwand wären 59.1% der Implantationen ausführbar gewesen. In 36.4% der Fälle hätte die ursprüngliche Planung unverändert übernommen werden können, bei 22.7% wäre eine Umplanung notwendig geworden.

Bei jeweils weiteren 9.1% hätten einteilige Implantate gesetzt werden können, entweder mit zusätzlichen augmentativen Maßnahmen oder mit einer Umplanung in Verbindung mit zusätzlichen augmentativen Maßnahmen.

Die Fälle, die nach Umplanung durchgeführt werden könnten, gliedern sich auf in 71.4% der Planungen bei denen allein die prothetische Versorgung in geänderter Form hätte ausgeführt werden müssen. Bedingt durch die Einteiligkeit und die damit vorgegebene Einschubrichtung der Brückenversorgungen, hätten die Brücken in modifizierte Segmente aufgeteilt werden müssen. Bei 14.3% hätte jeweils entweder die Segmentierung und zusätzlich die Implantatposition geändert werden müssen oder die Segmentierung und ein zusätzliches Implantat gesetzt werden müssen.

Bei der Verwendung einteiliger Implantate hätte sich der Anteil der Implantate, die zusätzliche augmentative Maßnahmen bedurften, um 13.3% erhöht. Bei allen Patienten der Gruppe C, bei denen zusätzliche Augmentationen erforderlich notwendig wurden, waren bereits augmentative Maßnahmen auch bei der ursprünglichen Planung mit zweiteiligen Implantaten notwendig. Bei den komplexen Fällen wären 22.7% nicht mit einteiligen Implantaten versorgbar gewesen. Wären Implantate mit abgewinkelten Aufbauten verfügbar, hätte sich die Anzahl der nicht versorgbaren Fälle auf 4.5% reduziert. Diese Aussage wurde unabhängig von der technischen Durchführbarkeit des Eindrehens eines abgewinkelten Abutments getroffen.

In den Fällen, bei denen abgewinkelte Abutments erforderlich gewesen wären, wären auf die Gesamtzahl der gesetzten Implantate 21.7% in der abgewinkelten Ausführung notwendig gewesen. Die Aufteilung der fiktiven Winkel lag bei 6°: 27.8%, 10°: 50.0% und 14°: 22.2%.

Gruppe A-C

Zusammenfassend konnte festgestellt werden, dass in 59.1% (Gruppe C) – 97.9% (Gruppe A) der Fälle ein Wechsel auf einteilige Implantate ohne Änderungen des implantatprothetischen Planungsziels möglich gewesen wäre (Abb. 5). Diese Zahl lääst sich auf 95,5% in Gruppe B und 77,3% in Gruppe C steigern, wenn zusätzliche Maßnahmen durchgeführt werden.

Die Validierung ergab keine Differenzen zwischen den Auswertungen. Im Rahmen der Vorgaben konnten eindeutige Aussagen zur Machbarkeit mit und ohne entsprechenden Mehraufwand getroffen werden.

Diskussion

Finite Elementuntersuchungen haben gezeigt, dass einteilige keramische Implantate einen geringeren Stress auf den labial-cervicalen kortikalen Knochen ausüben. Dies wird durch das deutlich höhere Elastizitätsmodul von Zirkon im Vergleich zu Titan begründet [31, 32].

Es liegen bisher nur wenige Daten von keramischen Implantaten im Frontzahnbereich vor. In wenigen Untersuchungen sind Frontzähne aufgenommen [33], eine Bewertung der Region als Faktor auf den Implantaterfolg kann aus der Literatur nicht gegeben werden. Jung et al. konnten aber in ihrer Untersuchung zeigen, dass es keinen Unterschied zwischen dem Ober- und Unterkiefer in Bezug auf den Implantaterfolg gab [33]. HIngegen Oliva et. zeigen für den Oberkiefer eine höhere Verlustrate, im Vergleich zum Unterkiefer. Sie weisen im anterioren Oberkiefer auch einen höheren Implantatverlust, als im posterioren Bereich auf. Da in diese Untersuchung aber Implantate mit verschiedenen Oberflächen aufgenommen wurden, ist eine genaue Beurteilung dieser Ergebnisse nicht möglich [12].

Da noch keine klinisch ausreichend bewährte zweiteilige Implantatsysteme verfügbar sind, können diese momentan nicht empfohlen werden [1, 4]. Ungeklärt ist noch wie eine unter Kaulast langzeitstabile Verbindung zwischen dem Implantat und dem keramischen Abutment gestaltet werden kann. Insbesondere Klebeverbindungen scheinen nicht geeignet zu sein [6].

Verschiedene klinische Untersuchungen zeigen eine hohe Überlebensrate von einteiligen Implantaten. In diesen Studien werden zumeist Implantate im Seitenzahnbereich nachuntersucht [34, 35]. Der Langzeiterfolg solcher Versorgungen war zumeist durch Versagen der prothetischen Struktur gemindert. Insbesondere bei verblendeten Zirkonversorgungen wurde eine hohe Chipping-Rate festgestellt [36]. Monolithische Materialien versprechen eine höhere Frakturresistenz. Kausimulationen an Polymer-infiltrierten keramischen Kronen zeigen eine hohe Stabilität [37, 38]

Verschiedene klinische Fallbeschreibungen [39], aber auch in vitro Lastversuche beschreiben Frakturen bei einteiligen keramischen Implantatsystemen [28]. Diese erhebliche Probleme verursachenden Frakturen sind sowohl abhängig vom Makrodesign des verwendeten Implantattypes [40] als auch vom keramischen Material selbst. In einer Lastbruchuntersuchung von Kohal et al. konnte an Implantaten aus einem Yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal (Y-TZP) Material eine Bruchresistenz gezeigt werden, die einen Langzeiterfolg unter Belastung erwarten lässt [41]. Die verschiedenen keramischen Materialien, die für Implantate verwendet werden, zeigen unterschiedliche Eigenschaften.  Insbesondere die Eigenschaft der Alterung von Zirkonoxid und daraus entstehende Konsequenzen auf die andauernde Festigkeit sind stark materialabhängig und müssen beachtet werden. Den spezifischen Materialeigenschaften der spröden Keramik im Vergleich zu Titan müssen auch im Makrodesign der Implantate Rechnung getragen werden. So zeigen durchmesserreduzierte Keramikimplantate eine deutlich erhöhte Versagensrate und insbesondere eine hohe Frakturgefahr [42]. Bei der Planung von keramischen Implantaten muss folglich die Limitation des Werkstoffes beachtet werden.

Als Nachteil von einteiligen Implantaten wird das erschwerte Zementieren genannt.

Ein ausreichender Haftverbund zwischen dem Abutment und dem Zahnersatz ist durch geeignete auf dem Markt verfügbare Zemente erreichbar [43]. Die Lage des zervikalen Abschlusses des Abutments kann durch eine digitale Planung  im Vorfeld festgelegt [29] werden und eventuell durch Modellierung des Hart- Weichgewebes bei der Implantation beeinflusst werden. Zudem kann ein marginaler Zementüberschuss deutlich reduziert werden, wenn die Technik des Crown Ventings durchgeführt wird. Durch den Abfluss von Zement durch eine palatinale Öffnung der Kronen kommt es zu einer signifikanten Reduktion des Zementüberschusses im Vergleich zu konventionellen Techniken [44].

Bei einteiligen Implantaten muss gegebenenfalls, bei einer nicht perfekten Ausrichtung des Abutments der Implantatkörper beschliffen werden. Dieses Vorgehen wird kritisch diskutiert. In-vitro Untersuchungen zeigten, dass eine Reduktion der Belastbarkeit nach dem Beschleifen von Implantaten auftrat. Das Frakturrisiko lag jedoch außerhalb der klinischen Relevanz [45, 46]. In einer weiteren Studie konnte dragetsellt werden, dass es keine Unterschiede im Bruchverhalten zwischen beschliffenen und unveränderten Implantaten aus Zirkon (Y-TZP) gab [47]. Aus diesem Grund wurde in der vorliegenden Untersuchung bei der Planung eine Reduktion des Implantatabutments durch das Einhalten einer Mindestschichtstärke gemessen am Wax-up ausgeschlossen.

Bei der virtuellen Planung von keramischen Implantaten in dieser Studie wurden augmentative Maßnahmen zugelassen. Diese wurden beschränkt auf buccale Auflagerungen mit einer maximalen Ausdehnung auf 1/3 der Implantatlänge. Zu der Frage, ob die Augmentationsverfahren, die sich bei Titanimplantaten etabliert haben, auf keramische Implantate übertragen werden dürfen, liegen keine hinreichenden klinischen Untersuchungen vor. Borgonova et al zeigten eine geringere Überlebensrate im augmentierten Knochen [48]. Da bei einteiligen Implantaten eine Sofortbelastung nicht vermieden werden kann, wurden in der vorliegenden Untersuchung kombinierte Sinusliftoperationen als Ausschluss formuliert. Zukünftige Untersuchungen zu augmentativen Maßnahmen in Verbindung mit keramischen Implantaten erscheinen in diesem Zusammenhang sinnvoll.