Patienten wünschen sich gesunde Zähne mit guter Funktion, Ästhetik und Phonetik. Dentalimplantate, sofern zum Ersatz fehlender Zähne indiziert, sind eine Möglichkeit, diese Anforderungen zu erfüllen. In diesem Lernmodul werden die Konstruktionsmerkmale und Eigenschaften unterschiedlicher Implantattypen beschrieben, die die Integration in das Hart- und Weichgewebe erleichtern sollen, damit die Implantate als Verankerungselemente für prothetische Rekonstruktionen dienen und gleichzeitig Okklusionskräften standhalten können.

Die Konstruktionsmerkmale von Implantaten lassen sich drei Regionen zuordnen – dem enossalen Anteil innerhalb des Knochens, dem transmukosalen Anteil im Weichgewebe zwischen Knochen und Mundhöhle und der Schnittstelle zu den prothetischen Komponenten. Innerhalb jeder dieser drei Regionen gibt es konstruktive Unterschiede bei Form, speziellen Möglichkeiten und Abmessungen. Außerdem gibt es Unterschiede im Material des Implantatkörpers und in der Oberflächentechnologie. Diese Unterschiede werden im Folgenden beschrieben und erörtert.

Nach Abschluss dieses ITI Online Academy-Lernmoduls sollten Sie die Unterschiede bei Implantat-Prothetik-Schnittstellen, bei transmukosalen Implantatanteilen, bei enossalen Implantatanteilen und bei Implantatmaterialien und Oberflächentechnologien kennen und beschreiben können

Dentalimplantaten dienen hauptsächlich als Verankerungselemente für prothetische Rekonstruktionen und müssen dabei gleichzeitig Okklusionskräften standhalten. Daher benötigen Implantate eine Schnittstelle zu den prothetischen Komponenten der Rekonstruktion. Die Unterschiede bei der Ausgestaltung der Schnittstelle bedingen unterschiedliche Implantatkonfigurationen. Die Unterschiede beziehen sich darauf, inwieweit das Implantat direkt zu der prothetischen Schnittstelle oder Plattform beiträgt, und auch auf die Ausgestaltung der Verbindung zwischen den prothetischen Komponenten und dem Implantat. Auch bei der Beziehung zwischen der Implantat-Prothetik-Schnittstelle und den benachbarten Hart- und Weichgeweben gibt es Unterschiede. All diese Unterschiede sollen im Folgenden besprochen werden.

Inwiefern die Implantatkonstruktion direkt zu dieser prothetischen Schnittstelle oder Plattform beiträgt, lässt sich im Allgemeinen nach drei Typen oder Konfigurationen unterteilen. Bei der ersten Variante, links dargestellt, ist die prothetische Plattform fester Bestandteil des Implantats. Bei der zweiten Variante, in der Mitte dargestellt, bietet das Implantat einen Teil der Plattform, und eine separate Komponente – das so genannte Sekundärteil oder Abutment – vollendet den Rest. Ein Sekundärteil ist definiert als eine Komponente, die einen Zahnersatz stützt bzw. für seine Retention sorgt. Bei der dritten Variante, rechts dargestellt, ist die prothetische Plattform gar kein Bestandteil des Implantats. Die Verbindung zwischen Implantat und prothetischem Aufbau wird hier ausschließlich durch das Sekundärteil bereitgestellt. Eine detailliertere Beschreibung der Sekundärteile wird in dem separaten ITI Online Academy-Lernmodul „Auswahl der Sekundärteile für festsitzenden Zahnersatz“ behandelt.

Implantate, bei denen die gesamte prothetische Plattform oder ein Teil davon fester Bestandteil des Implantats sind, werden als einteilig bezeichnet. Einteilige Implantate besitzen typischerweise einen transmukosalen Anteil, der bis in die Mundhöhle reicht, mit vorgegebener Gestaltung des Implantathalses und integriertem Austrittsprofil (Eruptionsprofil, Emergenzprofil).

Implantate, bei denen die prothetische Plattform durch ein separates Sekundärteil bereitgestellt wird, werden als zweiteilig bezeichnet. Das zweiteilige Implantat ist so konstruiert, dass es auf Knochenniveau endet, und weist daher keinen transmukosalen Anteil auf. Das Austrittsprofil und die prothetische Plattform werden durch Sekundärteil geformt, was die prothetische Flexibilität erhöht. Dies kann bei relativ beengten Platzverhältnissen vorteilhaft sein und wegen der möglichen Wahl eines zahnfarbenen Sekundärteils auch und besonders in der ästhetischen Zone. Allerdings werden auch die transmukosal reichenden Implantate als zweiteilig bezeichnet, solange keine starre Verbindung mit dem Sekundärteil besteht.

Bei der Gestaltung der Implantatverbindung zu den prothetischen Komponenten gibt es zwei grundsätzliche Möglichkeiten, die als interne Verbindung und externe Verbindung bezeichnet werden. Bei beiden ist in den meisten Fällen eine Rotationssicherung vorgesehen, die das Sekundärteil fixiert. Gezeigt sind hier Beispiele mit glatten Flanken der internen konischen Verbindung und einer externen Verbindung mit Sechskantprofil.

Die Form der internen Verbindungen kann parallelwandig bis unterschiedlich ausgeprägt konisch sein; auch Kombinationen aus beidem kommen vor. Konische Verbindungen ergeben eine größere Anlagerungsanpassung des Sekundärteils und sorgen für mehr Stabilität unter Belastung. Implantate mit externer Verbindung besitzen in der Regel eine flache Schulter und bieten für das Sekundärteil eine stumpfe Auflagefläche. Diese Art der Verbindung ist gekennzeichnet durch eine weniger präzise Passform des Sekundärteils und geringere Stabilität unter Belastung, weshalb bei den meisten Implantatsystemen der Trend zu internen Verbindungen geht.

Bei der Implantat-Prothetik-Schnittstelle gibt es im Allgemeinen drei Möglichkeiten. Bei transgingivalen Implantaten befindet sich die prothetische Schnittstelle typischerweise 2 bis 3 mm oberhalb des Knochenkamms. Der Abstand zum Knochenkamm wird als vertikaler Versatz bezeichnet. Implantate auf Knochenniveau gibt es mit Sekundärteilen mit dem gleichen oder einem geringeren Durchmesser. Wenn der Durchmesser des Sekundärteils gleich dem des Implantats ist, resultiert eine stumpfstoßartige Verbindung auf Knochenniveau. Zweiteilige Implantate mit Sekundärteilen mit kleinerem Durchmesser (Platform Switching) werden als Implantate mit horizontalem Versatz bezeichnet.

Die Ausgestaltung der Implantat-Prothetik-Schnittstelle beeinflusst die Stabilität der marginalen Knochenniveaus um das Implantat. Der vertikale Versatz verhindert Entzündungen am Knochenkamm und ermöglicht ein stabiles Knochenniveau. Ein identischer Durchmesser bei Lage der Schnittstelle auf Höhe des krestalen Knochens ist mit einem Knochenverlust von 1,5 bis 2,0 mm verbunden, weil sich im Kontaktbereich Bakterien ansiedeln und eine Entzündungsreaktion auslösen. Ein horizontaler Versatz hält das bakterielle Infiltrat vom Knochenkamm fern und reduziert den Knochenverlust auf 0,5 mm.

Unterschiede in der Implantat-Prothetik-Schnittstelle, Lernschwerpunkte: Transgingivale Implantatformen stellen die prothetische Plattform ganz oder teilweise selbst bereit. Ihre transmukosale Ausdehnung sorgt für einen vertikalen Versatz, der ein stabiles Knochenniveau fördert. Implantate auf Knochenniveau sind so konstruiert, dass sie auf oder kurz über Knochenniveau enden. Die prothetische Plattform gehört zum Sekundärteil, was die prothetische Flexibilität erhöht. Bei solchen Implantaten ist bei übereinstimmendem Durchmesser der Implantat-Prothetik-Schnittstelle der krestale Knochenverlust höher als bei einem horizontalen Versatz. Interne konische Verbindungen zum Sekundärteil ergeben eine präzisere Passung und mehr Stabilität unter Belastung als interne parallelwandige Verbindungen oder externe Verbindungen.

Der transmukosale Anteil liegt im Weichgewebe zwischen Knochen und Mundhöhle. Bei einem Standard- oder Standard-Plus-Implantat ist der transmukosale Anteil in das Implantat selbst integriert und typischerweise 2 bis 3 mm hoch. Bei einem Implantat auf Knochenniveau gehört der transmukosale Anteil zu einem separaten Sekundärteil, das an die Implantat-Sekundärteil-Schnittstelle angeschlossen wird. Der transmukosale Anteil bei angeschlossenem Sekundärteil wird durch den Pfeil veranschaulicht. Die Konstruktion des transmukosalen Anteils zielt auf die Integration des Weichgewebes und die Etablierung einer biologischen Breite ähnlich wie beim natürlichen Zahn ab. Die Grafik illustriert die Ähnlichkeit der biologischen Breite bei einem natürlichen Zahn und einem transmukosalen Implantat mit vertikalem Versatz.

Der transmukosale Anteil kann unterschiedlich ausgestaltet sein. Zum einen tritt er in unterschiedlichen Längen und Durchmessern auf. Der Behandler wählt die Länge des transmukosalen Anteils entsprechend der klinischen Situation, insbesondere nach der Stärke der Mukosa. Der richtige Durchmesser hängt ebenfalls von der spezifischen klinischen Situation ab, insbesondere von den Abmessungen des zahnlosen Bereichs. Sowohl transmukosale als auch auf Knochenniveau einheilende Implantate gibt es in unterschiedlichen Längen und Durchmessern, wobei die Auswahl bei Bone-Level-Implantaten meist etwas größer ist.

Auch die Oberfläche des transmukosalen Anteils kann unterschiedlich sein. Bei den meisten Implantaten ist der transmukosale Anteil glatt oder gefräst. Einige Hersteller haben dem transmukosalen Anteil texturierte Oberflächen hinzugefügt, da es Hinweise darauf gibt, dass dies die Anlagerung von Weichgewebe verbessern kann. Auch haben einige Hersteller Mikrogewinde integriert, die dem gleichen Ziel dienen sollen.

Unterschiede bei transmukosalen Implantaten, Lernschwerpunkte: Bei einem transmukosal einheilenden Implantat ist der transmukosale Anteil in das Implantat integriert, während bei einem auf Knochenniveau konzipierten Implantat der transmukosale Abschnitt Teil eines separaten Sekundärteils ist. Länge und Durchmesser des transmukosalen Anteils werden entsprechend der spezifischen klinischen Situation gewählt. Der transmukosale Anteil kann texturiert sein, um die Anlagerung von Weichgewebe zu verbessern.

Der enossale Anteil eines Implantats, der Implantatkörper, der in den Knochen eingesetzt wird, kann grundsätzlich unterschiedlich gestaltet sein. Die Implantatform kann zylindrisch oder konisch sein oder eine Kombination aus beidem. Im Längsschnitt betrachtet verlaufen die Außenwände von zylindrischen Implantaten parallel zueinander, während sich die Wände von konischen Implantaten zum apikalen Ende des Implantats hin verjüngen. Implantate mit einer Kombination aus zylindrischen und konischen Formen weisen sowohl parallele als auch sich verjüngende Wände auf.

Die Konfiguration des Implantats wird entsprechend den klinischen Erfordernissen an der Implantationsstelle ausgewählt, wozu die die Menge, die Qualität und die Morphologie des verfügbaren Knochens zählen. Im Allgemeinen lässt sich mit Implantaten mit konischer Form tendenziell eine höhere Stabilität erzielen als mit Implantaten mit einer zylindrischen Form, wenn sie in Knochen von gleichem Typ und gleicher Dichte inseriert werden. Höhere Stabilität ist erforderlich, wenn der Behandlungsplan eine Sofortimplantation und eine Belastung mit einer temporären Prothetik innerhalb von 1 Woche nach dem Eingriff vorsieht. Bei den hier gezeigten handelsüblichen Implantaten lässt sich die Vielfalt verfügbarer Formen beobachten. Die Gesamtform des Implantats bestimmt die Schritte, die bei der Vorbereitung des Implantatlagers – der Osteotomie – durchzuführen sind, sowie die zu verwendenden Bohrinstrumente.

Das Implantatgewinde ist ein wichtiges Konstruktionsmerkmal des Implantats. Ein Gewinde ist eine fortlaufende spiralförmige profilierte Einkerbung, die nahe dem Apex des Implantats beginnt und sich nach oben, üblicherweise im Uhrzeigersinn, fortsetzt. Die Vertiefungen werden als Gewindegänge bezeichnet. Implantatgewinde haben gleich mehrere Funktionen. Zum einen ermöglichen sie das Einsetzen des Implantats in das durch die Osteotomie präparierte Implantatlager. Wenn eine Rotationskraft auf das Implantat einwirkt, schneidet sich das Gewinde in den umgebenden Knochen ein und „zieht“ das Implantat in die Osteotomie. Nach dem Einsetzen trägt das Gewinde zur initialen Stabilität (Primärstabilität) des Implantats bei. Normalerweise erfolgt der erste Knochen-Implantat-Kontakt an der Schneidekante des Gewindes. Es wird auch angenommen, dass das Implantatgewinde eine wichtige Funktion beim Einleiten von Belastungskräften in den Knochen hat.

Eine Gewindeeigenschaft, die sich bei Implantaten unterscheiden kann, ist die Steigung, der Abstand zwischen benachbarten Gewindegängen. In dieser Bildmontage von zwei Implantaten ist die Gewindesteigung bei dem rechten Implantat größer als bei dem linken. Die Implantathersteller sehen unterschiedliche Gewindesteigung für unterschiedliche Knochentypen vor. In der Regel erfordern Implantate mit größerer Gewindesteigung weniger Umdrehungen beim Eindrehen in das Implantatlager. Dies kann bei Knochen von geringer Dichte ein Vorteil sein, weil es das Risiko verringert, dass der Knochen im Kontaktbereich zwischen dem Implantat und den Osteotomiewänden zerdrückt wird, und so die primäre Implantatstabilität erhalten bleibt. Angemerkt sei noch, dass es auch Implantate ohne Gewinde gibt, wie in diesem Beispiel gezeigt. Diese Implantate werden unter Drücken oder Klopfen des Implantats in den Bohrstollen inseriert. Derartige Konstruktionen sind aber heute weniger üblich; die meisten Implantate besitzen Gewinde.

Die Gewinde selbst können sehr unterschiedlich ausgeführt sein. Sie können aus einem einzelnen Gewindegang oder aus zwei Gewindegängen bestehen, die spiralförmig um das Implantat verlaufen. Die Gewindegänge können mehr oder weniger tief sein. Außerdem gibt es selbstschneidende und nicht selbstschneidende Gewinde. Implantate mit selbstschneidenden Gewinden kann man einsetzen, ohne zuerst ein Innengewinde im Bohrstollen zu schaffen. Bei Implantaten ohne selbstschneidendes Gewinde ist normalerweise ein Gewinde in das Implantatlager zu schneiden, bevor das Implantat eingesetzt wird. In Situationen mit Knochen geringer Dichte kann das Inserieren eines Implantat mit Gewinde ohne vorheriges Gewindeschneiden die Primärstabilität erhöhen helfen. Insgesamt beeinflussen Menge, Qualität und Morphologie des verfügbaren Knochens die Auswahl eines Implantats mit einem bestimmten Gewindedesign.

Ähnlich wie die Wände des Implantatkörpers unterscheidet sich auch die Ausformung des Implantatspitze, die apikale Konfiguration, bei unterschiedlichen Implantaten. Der Apex kann flach, abgerundet oder spitz sein. Darüber hinaus kann das Implantat am Apex ein Gewinde aufweisen – oder auch nicht, auch wenn der Implantatkörper selbst mit einem Gewinde ausgestattet ist. Ein weiterer Aspekt ist die Fähigkeit des Implantatapex, während der Insertion Knochen zu schneiden, Knochen zu komprimieren oder in Bezug auf den Kontakt mit dem Knochenbett passiv zu bleiben. Menge, Qualität und Morphologie des verfügbaren Knochens beeinflussen die Auswahl eines Implantats mit einer bestimmten apikalen Konfiguration. Die Form des Apex bestimmt seinerseits die Schritte, die bei der Durchführung der Osteotomie vorzunehmen sind, sowie die zu verwendenden Bohrinstrumente.

Schließlich kann der enossale Anteil von Implantaten unterschiedliche Längen und Durchmesser, aufweisen. Bei Standardindikationen reicht die Länge typischerweise von 6 bis 14 mm und der Durchmesser von 3 bis 6 mm. Die klinische Entscheidung über die geeignete Implantatlänge und den Implantatdurchmesser basiert auf der prothetischen und chirurgischen Beurteilung der geplanten Implantationsstelle. Dies wird in dem separaten ITI Online Academy-Lernmodul „Chirurgische Beurteilung der Implantationsstelle“ ausführlicher behandelt.

Unterschiede bei enossalen Implantatanteilen, Lernschwerpunkte: Menge, Qualität und Morphologie des verfügbaren Knochens und die Notwendigkeit einer höheren Primärstabilität beeinflussen die Auswahl eines Implantats mit einer bestimmten Form des Implantatkörpers. Dis Ausformung des Gewindes trägt zur Primärstabilität des Implantats bei. Die Konfiguration des Implantatapex beeinflusst das Knochenbett während der Insertion. Die prothetische und chirurgische Beurteilung der geplanten Implantationsstelle bestimmt über Länge und Durchmesser des Implantats.

Implantate werden aus verschiedenen Materialien hergestellt. Allen Materialien gemeinsam sind zwei Anforderungen: sie müssen biokompatibel sein, und sie müssen die Osseointegration fördern. Handelsübliches Reintitan ist wegen der guten klinischen Ergebnisse und der Langzeiterfolge im klinischen Alltag das Material der Wahl.

Zum Thema Implantatmaterialien wurde und wird bis heute umfassend geforscht. Neben handelsüblichem Reintitan wären hier auch Titanlegierungen wie Titan-Aluminium-Vanadium und Titan-Zirkonium mit vielversprechenden klinischen Ergebnissen zu nennen. Das Legieren von Titan mit bestimmten anderen Metallen kann die Zugfestigkeit des Materials erhöhen. Das nichtmetallische Zirkonoxid wird ebenfalls verwendet. Hauptsächliche Vorteile von Zirkonoxidimplantaten gegenüber Implantaten aus Titan und Titanlegierungen sind das ästhetische Aussehen und die metallfreie Zusammensetzung. Die Wahl des Implantatmaterials hängt von der klinischen Situation ab. Sie kann auch durch spezifische Patientenwünsche beeinflusst werden.

Die Implantatoberfläche ist ein weiterer zu berücksichtigender konstruktiver Parameter. Die bei der Herstellung entstandenen Oberflächeneigenschaften wirken sich auf die Osseointegration des Implantats aus.

Die Oberflächenrauigkeit beeinflusst den Prozess der Osseointegration erheblich. Eine Vielzahl von Studien hat gezeigt, dass glatte Oberflächen vom Wirtsknochen nicht gut integriert werden. Oberflächen mit sehr hoher Rauigkeit werden ebenfalls nicht optimal integriert. Der Wirtsknochen integriert am besten Implantate, die eine mäßig raue Oberfläche aufweisen. In diesen Studien wurde die Integration histologisch anhand der Knochenbildungsrate oder anhand der Menge des mit der Implantatoberfläche in Kontakt stehenden Knochens gemessen.

Klinisch gesehen ermöglicht die höhere Knochenappositionsrate (Knochenanlagerungsrate) an mäßig raue Oberflächen eine frühere Belastung solcher Implantate, wodurch sich die Zeitspanne zwischen der Implantatinsertion und der Eingliederung der prothetischen Rekonstruktion verkürzt. Ebenso ermöglicht der großflächigere Knochen-Implantat-Kontakt bei Implantaten mit mäßig rauen Oberflächen eine kürzere Implantatlänge bei gleichzeitiger Übertragung der gleichen Belastungskräfte auf den umgebenden Knochen als bei Implantaten mit anderen Oberflächeneigenschaften.

Im ersten Schritt der Herstellung eines Implantats wird ein Stück Titan gefräst, um die gewünschte Makrostruktur zu erzeugen. Das Ergebnis ist ein Implantat, das eine diesem Herstellungsprozess geschuldete Oberflächenrauigkeit aufweist – manchmal als gefräste oder gedrehte Oberfläche bezeichnet. Die ursprüngliche Oberflächenrauigkeit eines Implantatkörpers kann anschließend durch zusätzliche Herstellungsverfahren verändert werden, die die gewünschte Mikrostruktur erzeugen. Diese zusätzlichen Schritte beinhalten in der Regel das Abtragen oder Auftragen von Material (Subtraktion oder Addition). Um die gewünschte Rauigkeit zu erreichen, werden mechanische oder chemische Verfahren eingesetzt. Durch diese zusätzliche Bearbeitung entstehen Implantatoberflächen mit spezifisch ausgeprägten Eigenschaften.

Chemische Verfahren sind nicht nur geeignet, die Oberflächenrauigkeit der Implantate zu verändern, sondern können auch andere Parameter beeinflussen. Vor allem können sie helfen, die Implantatoberfläche von Verunreinigungen zu befreien. Zusätzlich können dabei spezifische chemische Verbindungen aufgetragen werden, die die Knochenneubildung verbessern.

Eine erfolgreich angewandte chemisch induzierte Veränderung beinhaltet nach dem Abstrahlen der Implantatoberfläche eine anschließender Säureätzung. Sie verbessert die Benetzbarkeit des Implantats und der Kontakt zum Blut und dessen Komponenten. Die anschließende zelluläre Anheftung und Proliferation führt zu einer schnelleren Osseointegration. Diese Grafik illustriert die Ergebnisse einer experimentellen Studie, bei der die ursprüngliche SLA-Oberfläche mit einer SLActive-Oberfläche verglichen wurde, die unter kontinuierlichem Stickstoffschutz hergestellt wurde und den Grad der Kontamination durch Kohlenstoff aus der Atmosphäre reduziert. Nach 2 und 4 Wochen zeigte die SLActive-Oberfläche eine höhere Kontaktrate zwischen Knochen und Implantat als die ursprüngliche SLA-Oberfläche.

In diese Richtung gehen auch Versuche, biologische Komponenten zur Verbesserung der Osseointegration, beispielsweise Hydroxylapatit, auf die Implantatoberfläche zubringen. In diese Entwicklungen zur Verbesserung der Patientenversorgung wurde große Hoffnungen gesetzt. Bisher haben sie jedoch aus klinischer Sicht zu keinen greifbaren Ergebnissen geführt.

Unterschiede bei Implantatmaterialien und Oberflächentechnologien, Lernschwerpunkte: Implantate können unterschiedliche Oberflächenrauigkeiten und Oberflächeneigenschaften aufweisen. Diese Eigenschaften entstehen durch eine Reihe von mechanischen, chemischen und biologischen Herstellungsverfahren, die additiv oder subtraktiv sein können. Die Oberflächenrauigkeit beeinflusst Geschwindigkeit und Ausmaß der Osseointegration. Bei Implantaten mit mäßig rauen Oberflächen wurde ein ausgeprägterer Knochen-Implantat-Kontakt beobachtet. Chemische und biologische Modifikationen der Implantatoberfläche haben das Potenzial, auf der Implantatoberfläche die Knochenbildung zu fördern.

Modul „Konstruktionsmerkmale und Eigenschaften von Implantaten“, Zusammenfassung: Konstruktive Implantateigenschaften beeinflussen das klinische Ergebnis. Daher bestimmen klinische Ziele die Auswahl von Implantaten mit spezifischen Konstruktionsmerkmalen. Diese können sowohl makro- als auch mikrostruktureller Natur sein. Die Konstruktionsmerkmale von Implantaten werden außerdem von chemischen und biologischen Prozessen mit geprägt. Menge, Qualität und Morphologie des verfügbaren Knochens beeinflussen die Auswahl eines Implantats mit bestimmten Konstruktionsmerkmalen. Die primäre Implantatstabilität wird durch mechanische und biologische Faktoren beeinflusst. Das gleiche gilt für die sekundäre Implantatstabilität.