SOM-2_2020

Wissenschaft
Abb. 4: Oraler Situs bei fortgeschrittener
Periimplantitis mit Darstellung von Granulationsgewebe
Abb. 5: Histologie bei ausgeprägter granulomatöser
periimplantärer Entzündung
mit Einlagerung von Titanpartikeln
(Vergrößerung x 100, Dr. W. Esinger)
Abb. 6: Darstellung von Titanmikropartikeln,
umgeben von Entzündungszellen
(Vergrößerung x 200, Dr. W. Esinger)
Abb. 7: CD 68 – Histoimmunfärbung zur
Darstellung der Makrophagen. Titan-Mikro-
und Nanopartikel finden sich intraund
extrazellulär von Fresszellen.
Eine zusätzliche Reduktion der Granulozytenfunktion
kann bei einem Mangel
an IgA-Antikörpern oder am Mannose-bindenden
Lektin (MBL) vorliegen,
welche die für eine effektive Elimination
erforderliche Bindung zwischen Granulozyten
und Bakterien verbessern (Opsonierung).
Diese Parameter sollten vor
allem dann abgeklärt werden, wenn die
entsprechende Entzündungsgenetik keine
überschießende Entzündungsneigung
anzeigt und somit die chronische Entzündungstendenz
nicht genetisch erklärt
werden kann.
Titanpartikelfreisetzung
durch Korrosion
Wissenschaftliche Untersuchungen nehmen
allerdings nun immer mehr die
besonderen Eigenschaften des Implantatmaterials
und seiner Oberflächenmorphologie
in die Betrachtung. Als ein sehr
oxidationsfreudiges Metall bildet Titan
im physiologischen Milieu Oxidschichten
auf seiner Oberfläche aus, die zur
Passivierung führen und vor Korrosion
schützen [17]. Einerseits fördert die Rauigkeit
der Oberfläche die Osseointegration,
anderseits begünstigt sie aber auch
einen Partikelabrieb [18]. Seit zwei Jahrzehnten
ist der wissenschaftliche Fokus
auf die Auswirkungen von Titanpartikeln
gelenkt, die sich durch mechanischen Abrieb
beim Einbringen und durch korrosive
Ereignisse (Bio-Tribocorrosion) von
der Implantatoberfläche ablösen und als
Mikro- und Nanopartikel immunologische
Effekte im Organismus verursachen
[19, 20]. Titanoxidpartikel zeigen im
Vergleich mit anderen Oxidpartikeln aus
Aluminium- oder Zirkonkeramik eine
deutlich höhere immunstimulative Potenz
[21]. Makrophagen reagieren nach
Kontakt mit Titanoxidpartikeln mit einer
Ausschüttung der proentzündlichen Zytokine
TNF-a und IL-1, was u. a. analog
zur Pathogenese der Parodontitis eine
Osteoklastenaktivierung und damit einhergehend
eine Osteolyse zur Folge hat
[22]. Korrosionsfördernde Faktoren sind
mechanischer, chemischer und elektrolytischer
Natur (Tribokorrosion). Bereits
die mechanische Reibung beim Inserieren
eines Implantates sowie auch Mikrobewegungen
bei der Belastung führen
zum Partikelabrieb der im Nanometerbereich
liegenden dünnen Oxidschicht
am Implantat-Knochen-lnterface und am
Implantat-Abutment-lnterface [23–25].
lm Vergleich von Implantatsystemen mit
und ohne „platform-switching“ zeigten
die letzteren eine höhere Partikelbeladung
im periimplantären Gewebe. Die
Ausprägung der ausgeschütteten Zytokin-Spiegel
war proportional zur Gewebepartikellast.
In radiologischen Kontrolluntersuchungen
erwies sich deshalb das
crestale Knochenniveau um Implantate
mit „platform-switching“ im Verlauf als
stabiler [26]. Erhöhte Partikelbeladung
des Implantat umgebenden Gewebes findet
sich auch nach Scaling-Maßnahmen
an der Implantatoberfläche [27].
Die genannten Faktoren führen alle zu
einer Partikeldissemination in umliegende
und auf dem Blut- und Lymphweg in
entferntere Gewebe und Organe. Mechanischer
Abrieb und korrosive Prozesse
verstärken sich dabei gegenseitig. Mit der
elektronenmikroskopischen Spektroskopie
(scanning electron microscopy-energy
dispersive spectroscopy, SEM-EDS)
gelang der Nachweis von Titannanopartikeln
(NP) im periimplantären Knochen
von Minischweinen. Der Vergleich verschiedener
Implantatoberflächen ergab
eine unterschiedliche Gewebebelastung
in Abhängigkeit von Merkmalen wie Rauigkeit
und mechanischer Verbundstabilität
der aufgebrachten Oberfläche. Bereits
am Tag nach der Implantatinsertion in
den Kieferknochen der Versuchstiere waren
Partikel im periimplantären Gewebe
nachweisbar. Die Autoren schlussfolgern,
dass mit der Zeit eine kritische Partikelbeladung
im periimplantären Gewebe
erfolgen könne, die eine Schädigung der
Osteoblasten zur Folge habe [28].
Makrophagenaktivierung
durch Partikelfreisetzung
Titan hat aufgrund seiner im Gegensatz
zu anderen Metallen herausragenden
Oxidationsfähigkeit in der Regel kein al-
8 Systemische Orale Medizin · 9. Jahrgang 2/2020