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8 SCHWERPUNKT Funktion, Komfort und Sicherheit: Bei der Weiterentwicklung von Zahnimplantaten gibt es auffällige Parallelen zum Automobilbau. Die Form spielt dabei eine nicht ganz unwesentliche Rolle, schließlich soll sie der Funktion folgen. Die Form ist aber auch entscheidend für die Sicherheit einer technischen Lösung. Und manchmal einfach ihr deutlich sichtbares Unterscheidungskriterium. Fixationsschraube für das Düsentriebwerk eines Verkehrsflugzeuges Passgenaue konische Form der Implantat-Abutment- Verbindung (Conical Seal Design) ABSOLUT ABUTMENT Bei der Entwicklung eines völlig neuen technischen Produkts stand und steht immer die reine Funktion im Vordergrund. Ein gutes Beispiel ist die Erfindung des Automobils: Der Motorwagen von Carl Benz aus dem Jahr 1885 hatte erst einmal die Aufgabe, das Pferd vor einer Kutsche zu ersetzen. Die Funktion dieser Konstruktion war auf das Wesentliche reduziert: das Fahren und Bremsen. Viele Weiterentwicklungen der folgenden zwanzig Jahre konzentrierten sich zunächst nur auf die Verbesserung dieser beiden Kerneigenschaften. Die Luftreifen von J. B. Dunlop (1888), die Einführung der Kraftübertragung mittels Kardanwelle durch die Brüder Louis, Fernand und Marcel Renault (1899 patentiert) sowie die Entwicklung der Kerzenzündung von Rudolf Bosch (1902) verbesserten in erster Linie das Fahren. Und weil die immer höheren Geschwindigkeiten auch höhere Ansprüche an das Bremsen stellten, ersetzte die Trommelbremse irgendwann die Backenbremse, die hydraulische Bremse die rein mechanische. Die formgebenden Anforderungen an die verwendeten Bauteile reduzierten sich bis dahin überwiegend auf die Erfüllung ihrer Hauptfunktion. Aus Freude am „besser ankommen“ Aber der moderne Mensch wollte nicht nur fahren, er wollte ab Beginn des 20. Jahrhunderts besser und komfortabler fahren; Automobile sollten noch schneller, bequemer und leichter zu bedienen sein. Dieser Anspruch spiegelt sich in fast allen Entwicklungen bis in die späten 50er-Jahre wider. Man konstruierte immer größere Motoren mit immer mehr Leistung und überließ das Schal- ten gerne einem Automatikgetriebe; das Lenken wurde servounterstützt, das Öffnen von Seitenscheiben, Schiebedach und Verdeck mit „kleinen Helfern“ bewerkstelligt. Die individuelle Mobilität in formal unterschiedlichsten Kraftfahrzeugen, gefördert durch die automobile Massenproduktion nach dem zweiten Weltkrieg, kannte keine Grenzen – und in Deutschland bis 1972 noch nicht einmal Tempolimits auf Bundes- und Landstraßen, was 1970 zum historischen Höchststand von über 21.000 Verkehrstoten geführt hatte. In den 60er-Jahren begann, nach der Konzentration auf Funktion und Komfort, deswegen der dritte Schritt der „automobilen Evolution“: Die Sicherheit der Autoinsassen, aber auch der anderen Verkehrsteilnehmer, stand zunehmend im Mittelpunkt des Interesses. Dies war zunächst eine Herausforderung hinsichtlich der Formgebung: Wie sind die erhöhten Sicherheitsanforderungen mit der dadurch eingeschränkten Fahrdynamik – also mehr Material und damit mehr Gewicht – in Einklang zu bringen? Zunächst wurde die passive Sicherheit im Innenraum durch Verwendung von weichen Materialien erhöht, die Karosserien erhielten Seitenaufprallschutz und Knautschzonen. Es folgten weitere passive Elemente wie Sicherheitsgurt, Kopfstützen und Airbag. Und die Entwicklung ist längst nicht abgeschlossen: Seit Einführung des ABS im Jahr 1980 sind auch Systeme, die aktiv in die Fahrsicherheit eingreifen, Standard oder setzen sich zunehmend durch: elektronische Fahrhilfe, Abstandswarner oder adaptive Fahrwerks- und Kurvenlichteinstellung. Implantologische Evolution Eine vergleichbare Entwicklung hinsichtlich des Anforderungsprofils an Funktion, Komfort und Sicherheit ist bei Zahnimplantaten zu beobachten. Zunächst ging es erst einmal darum, die Idee eines Zahnwur-
zelersatzes technisch zu verwirklichen. In den 60er-Jahren wurden deswegen verschiedene Konzepte zur knöchernen Verankerung von künstlichen Zähnen aus Titan getestet (Schraubenimplantat, Blattimplantat). Aufgrund der deutlich günstigeren Handhabung und der flexibleren Anwendbarkeit setzten sich vor allem Schraubenimplantate in ein- oder zweiteiliger Ausführung durch. Hervorzuheben ist hier das Jahr 1965, als der Patient Gösta Larsson das erste Schraubenimplantat erhielt, entwickelt von Per- Ingvar Brånemark. Im weiteren Verlauf konzentrierte sich die Entwicklung auf die Verbesserung von Funktion und Komfort. Dazu gehörten neue Ansätze bei den verwendeten Werkstoffen, verschiedene mechanische, chemische und – seit einigen Jahren – auch biologische Konzepte der Implantatoberflächen zur Beschleunigung der Osseointegration sowie unterschiedliche Gestaltungen des Implantatgewindes. Die operativen und prothetischen Arbeitsschritte wurden vereinfacht oder erleichtert, was nicht nur dem Implantologen, sondern auch dem Patienten zugute kam. Heute – und in der Anfangszeit der Zahnimplantate vor rund 40 Jahren undenkbar – ist die Sofortbelastung ein von allen diskutiertes Thema. Paradoxe Paradigmen Was aber bedeutet nun Sicherheit bei Zahnimplantaten, speziell bei der Implantat- Abutment-Verbindung? Während Mikrobewegungen im Nanometerbereich an der Grenzfläche von Implantat und Knochen durchaus förderlich für eine perfekte Osseointegration sein können, sind sie an der Verbindung von Implantat und Abutment absolut unerwünscht. Einige wissenschaftliche Arbeiten der letzten Jahre haben eindeutig gezeigt, dass der marginale Knochenabbau durch Unterbinden von Mikrospalten und Mikrobewegungen verhindert werden kann. Insofern sind Pauschalaussagen, dass es bei zweiteiligen Dentalimplantaten im ersten Jahr nach prothetischer Versorgung zu einem crestalen Knochenverlust von ein bis zwei Millimeter komme, in Frage zu stellen. Besonders kritisch sind das räumliche Entfernen von Mikrobewegung und der damit verbundene Verbleib von Bakterienundichtigkeit zu sehen. In allen chirurgischen – auch oralchirurgischen – Disziplinen wird der Entwicklung von Bakterienherden vorgebeugt, vorhandene Herde werden, wenn möglich, restlos entfernt. In der zahnärztlichen Implantologie dagegen gelten bakterielle Verunreinigungen und der damit verbundene Knochenabbau bei vielen als akzeptabel. Es werden sogar Techniken entwickelt, um die Bakterienherde in der Vertikalen oder der Horizontalen vom Knochen zu entfernen, anstatt dies einfach zu vermeiden. Womit die Frage zu stellen ist, ob mögliche Fehlerquellen nicht lieber gleich grundsätzlich vermieden werden sollten, anstatt ihre Auswirkungen nachträglich zu beseitigen. Biomechanischer Paukenschlag Eine Antwort auf diese Frage gab Diplom-Ingenieur Holger Zipprich, Leiter der Sektion Werkstoffkunde der Poliklinik Prothetik an der Johann- Wolfgang-Goethe-Universität Frankfurt am Main, anlässlich des 3. Astra Tech Jahressymposiums im Oktober 2006. In seinem Vortrag präsentierte er erste und bisher einmalige Ergebnisse seiner Untersuchung zu den „klinischen und werkstoffkundlichen Aspekten eines funktionsstabilen Implantates“. SCHWERPUNKT Konische Bohrer- (links) und Fräseraufnahme (rechts) 9 Formschlüssige, konische Verbindungsstellen an einem Cocktail Shaker
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