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WISSENSCHAFTLICHE TÄTIGKEITEinige Bilder aus unserer Arbeit von 1977: "Gewebsreaktionen auf Titanhohlzylinderimplantate mit verschiedenen Oberflächen."
Das Implantat ist deutlich von Knochen um- und durchwachsen, wobei neugebildetes Knochengewebe (grün) einen direkten Verbund mit der rauhen Metalloberfläche (schwarz) zeigte. Die Osseointegration war geglückt!
Orale Implantologie in den AnfängenIm Jahr 1973 entwickelte die Berner Universitätsklinik für Zahnerhaltung unter der Leitung von Prof. André Schroeder zusammen mit dem Institut Straumann die ersten ITI-Zahnimplantate. Schroeder postulierte, dass der langfristige Erfolg eines Zahnimplantats vom verwendeten Material, der Form und der Oberfläche abhängig ist. Als Werkstoff wurde Titan gewählt, weil mit diesem Metall bereits bei früheren Anwendungen, vor allem in der orthopädischen Chirurgie, vielversprechende Resultate erzielt wurden. Der Konstrukteur F. Sutter entwickelte 1974 die Form für ein experimentelles Hohlzylinderimplantat. Ursprünglich sollten diese experimentellen Titanhohlzylinderimplantate mit verschiedenen Oberflächen versehen und in einer klinischen Studie verglichen werden. Aus Mangel an Ressourcen hat man sich damals jedoch auf die vielversprechendste Oberfläche, die Titanplasmabeschichtung beschränken müssen. Zur Durchführung der klinischen Studie suchte Prof. Schroeder schliesslich zwei motivierte Zahnmedizinstudenten und fand sie mit meinem Kollegen Daniel Juillerat und mir. Die 1974 begonnene Arbeit führte 1977 zu unserer Promotion zum Dr. med. dent. und zur Erkenntnis, dass poröse Titanoberflächen eine optimale Osseointegration ermöglichen. Siehe auch Bilder links.
Orale Implantologie heuteAuch heute noch wird die Osseointegration der meisten modernen Zahnimplantat-Systeme durch poröse Titanoberflächen erzielt. Die Titanplasmabeschichtung wurde seither aber durch das Sandstrahlverfahren mit anschliessender Behandlung der Titanimplantate im Säurebad ersetzt, wodurch ebenfalls eine rauhe Oberfläche entsteht. Durch molekulare Modifikation der Oberflächenstruktur und dadurch erreichter Hydrophilie konnte die Einheilzeit von Zahnimplantaten in den letzten Jahren erneut verkürzt werden. Hingegen haben sich rekombinante Wachstumsfaktoren wie zum Beispiel das Bone Morphogenic Protein BMP zur verbesserten Osseointegration aufgrund von Schwierigkeiten bei der Dosierung und der kontinuierlichen Abgabe klinisch (noch) nicht durchgesetzt.
Siehe auch: Liu Y, Enggist L, Kuffer AF, Buser D, Hunziker EB. The influence of BMP-2 and its mode of delivery on the osteoconductivity of implant surfaces during the early phase of osseointegration. Biomaterials. 2007 Jun;28(16):2677-86.
Überraschenderweise war die neu geschaffene Anlagerung von Knochen an die Ttitanplasmaoberfläche derart fest, dass Spannungen im Rahmen der histologischen Aufbereitung nicht zur Loslösung des Knochens vom Metall, sondern zum Abreissen des Pulvertitans vom Implantatkörper führten. Der direkte Verbund vom Knochen zur rauhen Titanplasmabeschichtung wies demzufolge eine viel höhere mechanische Stabilität auf, als wir es damals erwartet hätten.
Regelmässig aufgebaute Osteone sind mit dem Titanplasma verhaftet. Osteoblasten liegen der Titanplasmaoberfläche direkt an.