Histologische Analyse des osteogenen Potenzials von zweiphasigem Calciumphosphat

Die Studie wurde als randomisierte kontrollierte klinische Studie konzipiert. Um an der Studie teilnehmen zu können, müssen die Patienten mindestens einen Zahn haben, der für eine Extraktion prädisponiert ist, und nach Abschluss der Heilungsphase muss ihnen ein Zahnimplantat eingesetzt werden. Die Indikationen für eine Zahnextraktion sind: chronischer periapikaler Prozess, chronische Parodontitis oder Bruch des vertikalen Knochens. Die Einschlusskriterien sind: Alter zwischen 18 und 60 Jahren, intakte körperliche und geistige Gesundheit, Patient muss das Studienprotokoll verstehen, Patient muss eine Einverständniserklärung unterzeichnen. Patienten werden von der Studie ausgeschlossen, wenn sie mindestens eine der von Wang und Hwang beschriebenen absoluten Kontraindikationen für eine implantatprothetische Therapie hatten. Weitere Ausschlusskriterien waren die folgenden systemischen Erkrankungen: unkontrollierter Diabetes, Osteoporose und Osteopenie sowie Vitamin-D-Mangel, Bisphosphonattherapie, Glukokortikoidtherapie, Hypothyreose, unkontrollierte Herz-Kreislauf-Erkrankungen (Bluthochdruck, koronare Herzkrankheit, Herzinsuffizienz) und die folgenden lokalen Faktoren: Konsum von Tabakprodukten (bis zu 10 Zigaretten pro Tag) und schlechte Mundhygiene. Schwangere und stillende Frauen werden nicht in die Studie einbezogen.

Zusätzlich zu den oben genannten allgemeinen Gesundheitskriterien muss der Patient mindestens ein intraorales Kriterium erfüllen, nämlich das Vorliegen eines bukkalen Knochendefekts wie Fensterung oder Dehiszenz. Patienten, die die Einschlusskriterien erfüllten und zur Teilnahme bereit waren, werden über eine Webschnittstelle (https://www.randomizer.org/) nach dem Zufallsprinzip ausgewählt.

Teilnehmer und Materialien Die Teilnehmer werden aus der Praxis für Oralchirurgie rekrutiert. Insgesamt werden 36 gesunde Patienten in die Studie einbezogen. Bei der Analyse der Validität des Tests wurde der Ansatz der Gleichwertigkeit der getesteten Methoden und der Nichtunterlegenheit der getesteten Methode im Vergleich zur bestehenden Methode verwendet. Bei einem Signifikanzniveau α von 0,05, einer Teststärke von 80 %, einer erwarteten Standardabweichung des vorhergesagten Ergebnisses von 10 und einer Äquivalenzgrenze von d = 10 war es notwendig, mindestens 36 Probanden in die Studie einzubeziehen, also 18 Probanden pro Gruppe.

Insgesamt 18 Patienten der Testgruppe erhalten I-BCP (Maxresorb® inject, Botiss GmbH, Berlin, Deutschland). Bei diesem Biomaterial handelt es sich um ein alloplastisches Knochenersatzmaterial in Form einer Paste, das mit einer Kunststoffspritze in den Defekt eingebracht wird. Das Material besteht aus einem wässrigen Gel, das Granulat aus biphasischem Calciumphosphat in der Zusammensetzung 60 % HA und 40 % β-TCP (Partikelgröße zwischen 15–50 nm) enthält. Patienten in der Kontrollgruppe erhalten BX (Cerabone®, Botiss GmbH, Berlin, Deutschland). Das Material ist vollständig anorganisch und besteht zu 100 % aus HA. Für diese Studie wird das Material in Granulatform (die Größe der Granulatkörner liegt zwischen 0,5 und 1 mm) verwendet und vor dem Einbringen in den Defekt mit physiologischer Lösung vermischt.

Erste chirurgische Phase und Heilungsphase Vor dem Eingriff wird dem Patienten eine 3-prozentige Chlorhexidinlösung verabreicht, um die Mundhöhle eine Minute lang zu spülen. Anschließend wird eine Lokalanästhesie (2 % Lidocaine®, Belupo, Koprivnica, Kroatien) verabreicht und das Operationsfeld mit sterilen Vorhängen abgedeckt. An der Extraktionsstelle wird ein Mukoperiostlappen voller Dicke angehoben. Um die Zahnextraktion atraumatisch durchführen zu können, werden die Wurzeln der mehrwurzeligen Zähne vor der Extraktion mit einem Bohrer durchtrennt. Die Extraktion wird mit atraumatischen Instrumenten durchgeführt, wobei die Alveole möglichst wenig traumatisiert wird. Anschließend wird die Alveole sorgfältig untersucht und kürettiert, um Granulationen zu entfernen und neue Blutungen in den Alveolen anzuregen. Die Alveole wird in der Testgruppe bis zum Rand mit I-BCP und in der Kontrollgruppe mit BX gefüllt. Am Ende wird das Knochentransplantat-Biomaterial in beiden Gruppen mit einer resorbierbaren nativen Kollagenmembran bedeckt, die aus Schweineperikard (Jason®-Membran, Botiss GmbH, Berlin, Deutschland) gewonnen wird. Anschließend wird der Mukoperiostlappen so angepasst und geschlossen, dass die Kollagenmembran vollständig mit Weichgewebe (5,0 Monofilament) bedeckt ist. Dem Patienten wird dann ein Schmerzmittel (400 mg Ibuprofen) verschrieben und er wird angewiesen, für die nächsten 7 Tage Antibiotika (Amoxicillin mit Clavulansäure oder Clindamycin) einzunehmen. Am 10. Tag nach der Operation werden die Nähte entfernt.

Es folgt eine 6-monatige Regenerationsphase des Knochendefekts. Basierend auf der Röntgenuntersuchung erfolgt die Auswahl und Positionierung des geeigneten Implantats.

Zweite chirurgische Phase Sechs Monate nach der Extraktion kommen die Patienten in die Praxis, um ein Zahnimplantat (Ankylos®, Dentsply Sirona, Charlotte, USA) im vergrößerten Bereich einzusetzen. Die Vorbereitung des Patienten (Spülung der Mundhöhle mit einer antiseptischen Lösung, Lokalanästhesie, sterile Abdeckung des Arbeitsbereichs) erfolgt wie beim ersten chirurgischen Eingriff. Anschließend wird ein Volllappen abgehoben und eine Biopsie des augmentierten Bereichs zur histologischen Analyse mit einem Trepanbohrer (2,5 mm Innendurchmesser; Ustomed® intrumente, Tuttlingen, Deutschland) entnommen. Es ist wichtig zu betonen, dass der Innendurchmesser des Trepanbohrers kleiner ist als der des endgültigen Bohrers, der zur Vorbereitung des Implantatbetts verwendet wird, um eine unnötige Entfernung des Knochens des Patienten zu vermeiden. Darüber hinaus wird jede Biopsie aus dem zentralen Teil des augmentierten Bereichs entnommen, um die Möglichkeit einer falschen Biopsie zu verringern (z. B. Biopsie nur des natürlichen Knochens, der nicht mit Biomaterial augmentiert wurde).

Histologische Analyse Der Trepanbohrer wird in ein hermetisch verschlossenes Kunststoffröhrchen mit einer 4%igen Formaldehydlösung gegeben und zur weiteren Analyse an das Histologielabor geschickt. Das Gewebe wird zwei Wochen lang in 4 %iger Formaldehydlösung fixiert. Anschließend werden die Biopsien in 25 %iger Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) (Decalcifier soft®, Solvagreen®, Karlsruhe, Österreich) gelagert, die zur schonenden Entkalkung von Knochen dient. Nach der Entkalkung wird das Gewebe einem Standardprotokoll in einem Gewebeprozessor (MTP, SLEE Medical GmbH, Mainz, Deutschland) unterzogen. Anschließend erfolgt die Bildung von Paraffinblöcken (MPS/P, SLEE Medical GmbH, Mainz, Deutschland). Aus jeder Biopsie werden mit einem Rotationsmikrotom (CUT 4062, SLEE Medical GmbH, Mainz, Deutschland) sechs aufeinanderfolgende Schnitte mit einer Dicke von 5 μm hergestellt. Die Proben werden dann mit Masson-Trichrom-Färbung und Movat-Pentachrom-Färbung gefärbt. Die Mikroskopie der Präparate wird mit einem Lichtmikroskop (Leica DMRB, Leica Microsystems GmbH, Wetzlar, Deutschland) in Verbindung mit einer Videokamera (Axio Imager M2, Zeiss, Oberkochen, Deutschland) durchgeführt. Durch die pathohistologische Analyse wird die Gewebereaktion auf das implantierte Biomaterial bewertet, d. h. das Vorhandensein von Fibroblasten, Blutgefäßen, Neutrophilen, Monozyten/Makrophagen und mehrkernigen Riesenzellen (MGC).

Die histomorphometrische Verarbeitung der Proben wird mit der kostenlosen ImageJ-Software (https://imagej.nih.gov/ij/download.html) durchgeführt. Auf den Proben werden die Oberfläche des neuen Knochens, die Oberfläche des Biomaterials und die Oberfläche des Weichgewebes markiert. Anschließend wird die Oberfläche der Probe vermessen und aus den erhaltenen Daten Folgendes berechnet: Prozentsatz des neu gebildeten Knochens, Prozentsatz des verbleibenden Biomaterials und Prozentsatz des Weichgewebes.

Statistische Analyse Kategorische Variablen werden mit absoluter und relativer Häufigkeit gemeldet. Unterschiede zwischen kategorialen Variablen wurden mit dem Fisher-Freeman-Halton-Test getestet.

Die Normalverteilung wird mit dem Shapiro-Wilk-Test getestet. Kontinuierliche Daten werden durch das arithmetische Mittel und die Standardabweichung beschrieben. Unterschiede in kontinuierlichen Variablen werden mit dem Mann-Whitney-U-Test getestet (mit entsprechender Differenz und 95 %-Konfidenzintervall der Differenz).

Alle P-Werte sind zweiseitig. Das Signifikanzniveau wurde auf Alpha = 0,05 festgelegt. IBM SPSS Statistical Software, Version 27.0.1, wird für die Analyse verwendet.