Refine
Year of publication
- 2004 (8) (remove)
Document Type
- Doctoral Thesis (8)
Language
- German (8)
Keywords
- BMP (3)
- Knochenregeneration (3)
- Osteoinduktion (3)
- BMP variants (2)
- Bone regeneration (2)
- Oberkiefer (2)
- Osteoinduction (2)
- xx (2)
- 3D (1)
- 3d (1)
Institute
- Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Plastische Gesichtschirurgie (8) (remove)
Es wurde ein tierexperimentelles Modell am Kaninchenoberkiefer für den Nachweis der Verdichtung der Knochenstruktur nach provo zierter Regenerationsleistung entwickelt. Dazu wurden 16 Kaninchen die beiden ersten Prämolaren in der rechten Oberkieferhälfte extrahiert. Nach 75 Tagen wurde bei 8 Kaninchen mittels eines Trepanbohrers ein 4 x 5 mm großer Defekt in der Region der extrahierten Zähne gesetzt, während die 8 nicht erneut operierten Tiere als Kontrollgruppe dienten. Nach insgesamt 140 Tagen wurden die Tiere geopfert. Die Knochendichte wurde durch einen quantitativen Computertomographen (XCT 2000, STRATEC Medizintechnik, Pforzheim) bestimmt. Dieser QCT errechnet mit Hilfe eines volumetrischen Modells die Knochendichte in mg /cm3. In der Auswertung ergab sich für die Gruppe ohne Trepanationsbohrung ein signifikant höherer Wert der Knochenmineraldichte (p< 0,05) oberhalb eines Schwellenwertes von 524 mg/cm3. Dieser Schwellenwert gilt als Maßstab für vollständig mineralisierten Knochen. Daraus ergibt sich, dass durch eine Provokationsbohrung im Extraktionsareal, in dem von uns definierten Zeitraum von 65 Tagen nach Extraktion im Vorfeld einer Implantation keine erhöhte Knochenmineraldichte zu erreichen ist, die vollständig ausgebildetem Knochen entspricht. Kritisch anzumerken ist, dass der Ausheilungszeitraum nach der Provokationsbohrung zu kurz gewesen sein könnte. Weitere Untersuchungen an höheren Tieren und mit verlängerten Zeitspannen nach der Provokationsbohrung sollten klären, ob das genannte Verfahren auch am Menschen anwendbar ist.
Die lokale Bioverfügbarkeit von osteoinduktiven Wachstumsfaktoren hat einen entscheidenden Einfluss auf das Ausmaß der Knochenbildung. Die Affinität der Proteine zu Komponenten der extrazellulären Matrix (EZM) beeinflusst ihre Ortsständigkeit und damit ihre biologische Aktivität am Implantationsort. In der vorliegenden Arbeit wurden BMP-2 und seine gentechnologisch hergestellten Varianten mit verstärkter (T3, T4) und aufgehobener (EHBMP-2) Bindung an die EZM untersucht. Die Wachstumsfaktoren wurden einzeln sowie in Kombination mit EHBMP-2 in Bezug auf die erzielbare Knochenneubildungsrate im heterotopen Implantatlager (Oberschenkelmuskulatur der Ratte) verglichen. Durch den Einsatz der Proteinkombinationen wurde der Frage nachgegangen, inwieweit die Knochenneubildung durch die Mischung einer kaum an die extrazelluläre Matrix bindenden Varianten (EHBMP-2) mit einem „normal“ (BMP-2 Wildtyp) bzw. verstärkt (T3, T4) an die extrazelluläre Matrix bindenden Morphogen verbessert werden kann. Mittels röntgenologischer, biochemischer und histologischer Untersuchungen wurden die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Knochenneubildung analysiert. Bei allen Proteinen bzw. Proteinkombinationen wurde eine direkte Abhängigkeit der Knochenneubildung von den eingesetzten Proteinmengen beobachtet. Bei niedriger Konzentration (2 µg) waren BMP-2 bzw. die Varianten T3 und T4 den Proteinkombinationen mit EHBMP-2 immer überlegen. Bei höherer Dosis (4 µg) waren BMP-2 und T4 den Kombinationen mit EHBMP-2 überlegen. Nur bei T3 in höherer Dosierung konnte ein positiver Effekt einer Kombination mit EHBMP-2 beobachtet werden.
Die lokale Bioverfügbarkeit von osteoinduktiven Wachstumsfaktoren hat einen entscheidenden Einfluss auf das Ausmaß der Knochenbildung. Die Affinität der Proteine zu Komponenten der extrazellulären Matrix (EZM) beeinflusst ihre Ortsständigkeit und damit ihre biologische Aktivität am Implantationsort. In der vorliegenden Arbeit wurden BMP-2 und seine gentechnologisch hergestellten Varianten mit verstärkter (T3, T4) und aufgehobener (EHBMP-2) Bindung an die EZM untersucht. Die Wachstumsfaktoren wurden einzeln sowie in Kombination mit EHBMP-2 in Bezug auf die erzielbare Knochenneubildungsrate im heterotopen Implantatlager (Oberschenkelmuskulatur der Ratte) verglichen. Durch den Einsatz der Proteinkombinationen wurde der Frage nachgegangen, inwieweit die Knochenneubildung durch die Mischung einer kaum an die extrazelluläre Matrix bindenden Varianten (EHBMP-2) mit einem „normal“ (BMP-2 Wildtyp) bzw. verstärkt (T3, T4) an die extrazelluläre Matrix bindenden Morphogen verbessert werden kann. Mittels röntgenologischer, biochemischer und histologischer Untersuchungen wurden die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Knochenneubildung analysiert. Bei allen Proteinen bzw. Proteinkombinationen wurde eine direkte Abhängigkeit der Knochenneubildung von den eingesetzten Proteinmengen beobachtet. Bei niedriger Konzentration (2 µg) waren BMP-2 bzw. die Varianten T3 und T4 den Proteinkombinationen mit EHBMP-2 immer überlegen. Bei höherer Dosis (4 µg) waren BMP-2 und T4 den Kombinationen mit EHBMP-2 überlegen. Nur bei T3 in höherer Dosierung konnte ein positiver Effekt einer Kombination mit EHBMP-2 beobachtet werden.
Die in vitro-Langzeitkultivierung von Zellen in einer Drei-Dimensionalen Matrix (3D-Matrix) stellt nach wie vor eine Herausforderung im Tissue engineering dar. Die Kultivierung von Zellen auf/in komplexen 3D-Trägern erfordert hohe Zellzahlen und lange Kulturzeiten. Um die Probleme des schnellen Mediumverbrauches und der limitierten Zellzahl bzw. Zelldichte in konventionellen Kulturmethoden zu umgehen, wurde ein „Zweikreis-Perfusionssystem“ entwickelt. Hierzu wurde ein Cell-Pharm System (Cell-Pharm System 100®-Basisgerät) modifi-ziert. Das Grundprinzip des Systems besteht darin, dass ein kleinvolumiger (50-70 ml) „Zellkultur-Kreislauf“ über einen Bioreaktor (semipermeable Hohlfasermembran) durch einen großvolumigen (1000 ml) „Regenerations-Kreislauf“ kontinuierlich im Gegenstromprinzip regeneriert wird. Die Regulation des ph-Wertes und der Sauerstoffsättigung des Kulturmediums geschieht über einen integrierten, Druckluft-CO2-begasten Oxygenator. Während die Zirkulationsgeschwindigkeit (Durchflussrate) und Temperatur (37°C) im Regenerations-Kreislauf konstant gehalten werden, lassen sich diese Parameter im „Zellkultur-Kreislauf“ beliebig variieren. Es hat sich gezeigt, dass sich auf diese Weise kontinuierlich über einen langen Zeitraum ohne Mediumwechsel konstante und optimale Milieuverhältnisse in beiden Mediumkompartments einstellen lassen. Zur Untersuchung der Wachstumseigenschaften von Zellen in diesem Perfusions-system wurden humane osteoblastenähnliche Zellen oder Ratten-Knochenmarkszellen auf eine Matrix aus demineralisierter, GuHCl-extrahierter Rinderspongiosa unterschiedlicher Größe (Zylinder zwischen 5x3 mm und 5x10 mm) aufgetragen. Unter intermittierender Perfusion der Kulturkammern (z.B. Minucells cell container®) mit 50-70 ml/d kam es zu einem gleichmäßigen, intertrabekulären Wachstum der Zellen innerhalb des gesamten Trägers. Nach 6-8 Wochen konnte immer noch ein dichtes Netz interdigitierender ALP-positiver osteoblastenähnlicher Zellen innerhalb der gesamten Matrix beobachtet werden. Dabei scheint die physikalisch-mechanische Komponente der „Umspülung“ der Zellen mit dem kontinuierlich regenerierten Nährmedium einen positiven Einfluss auf das Anwachsverhalten und Proliferation der Zellen zu haben. Somit erlaubt das modifizierten „Zweikreisperfusionssystem“ eine gute Möglichkeit für die Langzeitperfusionskultur in einem geschlossenen System mit indi-viduell steuerbaren Strömungsverhältnissen im Zellkompartment bei einer kontinuierlichen Regeneration des Mediums.
Ziel dieser Studie war es, acht verschiedene Materialien auf ihre Eignung als Träger für rhBMP-2 zu untersuchen (unlösliche kollagene bovine Knochenmatrix ICBM, Hydroxylapatit, a-TCP, Algipore®, BioOss®, Bioglas, Kollagen und Copolymer Ethisorb®). Bei erwachsenen, männlichen Spargue-Dawley-Ratten wurden Trepanationsdefekte kritischer Größe im Kieferwinkelbereich (5mm) und in der Kalotte (7mm) gesetzt. Im Femur wurde ein Kontinuitätsdefekt von 8mm Länge gesetzt. Die Defekte im Unterkiefer und der Kalotte wurden mit den jeweiligen Träger in Kombination mit 10µg rhBMP-2 implantiert. Im Femurkontinuitätsdefekt wurden die Materialien mit 25µg rhBMP-2 dotiert. Für synthetisches HA, Algipore® und BioOss® konnte nach Versuchsablauf keine Resorption festgestellt werden. a-TCP und Bioglas zeigten geringe resorptive Prozesse. Bei ICBM und Ethisorb konnten deutlich ausgeprägte Resorptionsvorgänge nachgewiesen werden. Es konnte gezeigt werden, dass alle getesteten Träger zusammen mit rhBMP-2 eine deutliche Knochenneubildung induzierten. In den mikroradiographischen und morphometrischen Untersuchungen konnten für ICBM die größte und schnellste Zunahme an neu gebildeten Knochen nachgewiesen werden. Die Kalziumphosphatkeramiken unterschieden sich innerhalb der Gruppe nur unwesentlich voneinander. Die geringste Knochenneubildung zeigten die Träger Bioglas, Kollagen und Ethisorb®. Bei allen Materialien war die Knochenneubildung im Kieferwinkelbereich am stärksten. Die Femurproben wurden biomechanisch untersucht. Für ICBM, a-TCP und Hydroxylapatit konnten die höchsten Elastizitätsmodule nachgewiesen werden. ICBM als Träger für rekombinantes humanes BMP-2 eignete sich in allen Untersuchungen am besten. Es wurde weitgehenden in den neu gebildeten Knochen integriert und zeigte ein ausgezeichnetes Resorptionsverhalten.
Im Zeitraum von Mai 1981 bis Dezember 2001 wurden insgesamt 1106 Patienten mit einem Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle, des Oropharynx oder der Lippe an der Klinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie der Universität Würzburg behandelt. Bei allen Patienten wurde eine Maximaltherapie angestrebt, möglichst in Form einer präoperativen Radio-Chemo-Therapie und einer folgenden radikalen Resektion des Karzinoms im Gesunden, gegebenenfalls unter Einbeziehung der ableitenden Lymphwege. Fanden sich bei der pathologischen Untersuchung des Resektionspräparates vitale Tumorzellen am Resektionsrand, so wurde der Patient einer Nachresektion und/oder einer postoperativen Bestrahlung unterzogen. Zum Abschluss der vorliegenden Untersuchung, wurde der Status der Würzburger Patienten bzw. deren Todeszeitpunkt ermittelt. Die Dokumentation des Patientengutes erfolgte retrospektiv über Informationen aus den Tumordokumentationsbögen (II. Version) der Arbeitsgemeinschaft Deutscher Tumorzentren (ADT). Die ADT-Tumorbögen erfassen 139 Tumorparameter auf den Gebieten der Anamnese, Befunderhebung, Prätherapeutik, Therapie und Follow-Up. Die weitere Dokumentation erfolgte auf der Basis der klinischer Untersuchungen, Patientendokumentationen, OP-Buch und OP- Berichten. Die Patienten wurden nach Abschluss der Therapie in ein ambulantes Tumornachsorgeprogramm aufgenommen, dass Beobachtungszeiträume bis zu 20 Jahren postoperativ erreicht wurden. Darüber hinaus gaben die abgelegten Karteikarten im Archiv Aufschluss über bereits verstorbene Patienten. Da auf diesem Wege nur ein geringer Teil der Patienten erfasst werden konnte, wurden die gesetzlichen Krankenkassen mit einem Registerformular des DÖSAK angeschrieben. In manchen Fällen verweigerten die Krankenkassen aus angeblich datenschutzrechtlichen Gründen die Auskunft oder konnten aufgrund eines Wechsels zu einer anderen Krankenkasse keine Auskunft geben. In diesen Fällen wurde eine Anfrage bei den örtlichen Einwohnermeldeämtern gemacht, die durch den auf den Patientenkarten angegebenen Wohnort ermittelt wurden. Andere Patienten wurden direkt durch Telefonate über ihr derzeitiges Wohlergehen befragt.
In der vorliegenden Arbeit wurde unter realitätsnahen Bedingungen, d.h. mit vorausgehender Zahnextraktion, am Kaninchenmodell aufgezeigt, wie sich quantitativ die Verknöcherung des zukünftigen Implantatlagers im Oberkiefer nach einer zusätzlichen Provokationsbohrung entwickelt und räumlich abbildet. Hierzu wurde ein tierexperimentelles Modell am Kaninchenoberkiefer für den Nachweis der beginnenden Verdichtung der Knochenstruktur nach provozierter Regenerationsleistung entwickelt. Versuchsdurchführung Es wurde ein tierexperimentelles Modell am Kaninchenoberkiefer für den Nachweis der Verdichtung der Knochenstruktur nach provozierter Regenerationsleistung entwickelt. Der Versuch erstreckte sich nach einer vorausgehenden Akklimatisationsphase über zwei aufeinanderfolgende Abschnitte von 8 Wochen, so dass die Messungen 8 Wochen nach der Provokationsbohrung durchgeführt wurden. Dazu wurden 16 Kaninchen (n = 16) die beiden ersten Prämolaren in der rechten Oberkieferhälfte extrahiert. Nach 75 Tagen wurde bei 8 Kaninchen mittels eines Trepanationsbohrers ein 4 x 5 mm großer Defekt in Region der extrahierten Zähne gesetzt, während die 8 nicht erneut operierten Tiere als Kontrollgruppe dienten. Nach insgesamt 140 Tagen wurden die Tiere geopfert. Methode Als Untersuchungsmethoden kam in dieser Arbeit die periphere quantitative Computertomographie (SCHNEIDER, P.), mit der sich die Hydroxylapatitdichte bestimmen lässt (XCT 2000, STRATEC Medizintechnik, Pforzheim) zum Einsatz. Die quantitative Computertomographie ermöglicht , mit Hilfe eines volumetrischen Modells die Knochendichte in mg/cm3 zu berechnen, wobei wahlweise zwischen apparenter und vollständig erfolgter Knochenbildung unterschieden werden kann. Die hier gewählte Methode ist die Funktion Gesamtdichte des pQCT, mit deren Hilfe die apparenten Knochenstrukturen quantifiziert werden, um Rückschlüsse auf die Entwicklung der sich regenerierenden Knochenstruktur und ihre räumliche Verteilung zu ziehen. Ergebnis Die Auswertung der Ergebnisse zeigte, dass nach einer Provokationsbohrung die Remineralisierung im Gebiet der Extraktionsalveole gegenüber der Kontrollgruppe mit einer Wahrscheinlichkeit von 99% signifikant erhöht ist. Daraus ergibt sich, dass durch eine Provokationsbohrung im Extraktionsareal im Vorfeld einer Implantation eine erhöhte Knochenmineraldichte im Bereich der zukünftigen Kontaktfläche des Implantats zu erreichen ist. Die Remineralisation nach einer zusätzlichen Trepanationsbohrung erfolgt von distal nach proximal, bei einer einfachen Zahnextraktion beginnt sie medial, d.h. im Zentrum der Extraktionsalveole. Bewertung, Ausblick Durch diese Methode kann das Implantatlager in spongiösen Knochen deutlich verbessert werden, ohne dass Augmentation Maßnahmen am Knochen erfolgen müssen. Es lässt sich folgern, dass diese Behandlungsmethode, beim Menschen angewandt, ein im Vergleich zu den bisherigen Vorgehensweisen stabileres Implantatlager im Oberkiefer erwarten lässt. Die Belastung für den Patienten durch vorbereitende Behandlungen ist bei einer zudem gesteigerten Wirtschaftlichkeit beider Anwendung dieser Methode minimiert. Hierzu könnten weitere Untersuchungen an höheren Tieren klären, ob das beschriebene Verfahren so auch auf den Menschen übertragbar und bei ihm anwendbar ist.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist die kritische Würdigung der wissenschaftlichen Auseinandersetzung mit der Position des Kiefergelenks. Neben der Darstellung der anatomischen und physiologischen Grundlagen er-folgt ein geschichtlicher Überblick zur Kondylenpositionierung und deren De-finitionen. In der Betrachtung der Bestimmung der Kondylenposition wird grundsätzlich zwischen dynamischen und statischen Untersuchungsbefunden unterschieden. Unter dynamischen Untersuchungsbefunden versteht man jegliche Registrier-techniken zum Einstellen der zentrischen Kondylenposition, die manuelle und die instrumentelle Funktionsanalyse. Statische Untersuchungsbefunde entspre-chen dem Einsatz bildgebender Verfahren und lassen sich in konventionelle röntgenologische bildgebende Verfahren, konventionelle Tomogramme, Com-putertomographie, digitale Volumen-Tomographie, Magnetresonanztomogra-phie und Hochfrequenzarthrosonographie einteilen. Daneben wurde die Aus-sagekraft verschiedener Untersuchungsverfahren zur Diagnostik einer kranio-mandibulären Dysfunktion gegenübergestellt. Es wurde die anatomische und die pathologische Kondylenposition definiert. In dem Zusammenhang konnte festgestellt werden, dass sich eine pathologi-sche Position nur bedingt anatomisch erklären lässt. Die Frage, ob eine Position als pathologisch angesehen werden kann, richtet sich nur danach, ob der Pati-ent in seinem alltäglichen Leben eingeschränkt ist, was unter anderem Kieferge-lenksschmerzen beinhaltet. Eine Kiefergelenksposition, die anatomisch als pa-thologisch zu bewerten ist, der Patient jedoch schmerzfrei ist, kann als physio-logisch angesehen werden. Das Gelenk hat sich an die neue Position angepasst, es ist vollständig adaptiert. Es gibt aber auch Gelenkpositionen, die röntgeno-logisch unauffällig sind, der Patient jedoch Schmerzen hat; diese Position wird als pathologisch eingestuft. Folglich ist der Adaptationsgrad eines Gelenkes der ausschlaggebende Faktor, ob ein Gelenk als pathologisch oder physiologisch eingestuft werden kann. Gesichert ist, dass die Okklusion einen Einfluss auf das Ausbilden einer krani-omandibulären Dysfunktion hat. Wie groß dieser Einfluss ist, kann auch nach Sichten der Literatur nicht eindeutig geklärt werden. Abschließend wird die Bedeutung der Positionierung des Gelenkes in der Traumatologie, Prothetik und der Dysgnathiechirurgie untersucht. Eine exakte Positionierung des Gelenks ist in allen Bereichen von entscheidender Bedeu-tung. Für diese Teilbereiche der Zahnmedizin gilt, dass eine funktionelle Vor-behandlung hilft, die Kiefergelenkszentrik einzustellen. Diese wird heute als die Position angesehen, in der das Kiefergelenk optimal adaptiert ist. Durch Vorbehandlung lassen sich im Ramen der Dysgnathiechirurgie postoperativ auftretende Beschwerden minimieren.