Biomechanische Eigenschaften dentaler Implantate unterschiedlicher Längen in Kombination mit verschiedenen Augmentationsverfahren in der Maxilla

Abstract

Ziel dieser Arbeit war es, mithilfe der Finite-Elemente-Methode das biomechanische Verhalten eines im Oberkieferknochen inserierten Implantats bei axialer Belastung zu analysieren. Dafür wurden ausgehend von einer digitalen Volumentomographie eines/-r Patienten/-in neun Oberkieferteilmodelle erstellt, in die jeweils ein Implantat inseriert wurde. Die Wahl unterschiedlicher Knochenhöhen, Operationsregionen, Augmentationsverfahren, Implantatlängen und Einheilungsstadien ermöglichte es, vergleichbare Situationen zu erstellen, in denen eine sofortige oder verzögerte ausschließliche Implantatbelastung, eine Implantatbelastung nach interner Sinusbodenelevation (mit oder ohne Einbringen von Augmentationsmaterial) und eine Implantatbelastung nach lateraler Sinusbodenelevation simuliert werden konnten. Die axiale Implantatbelastung erfolgte linear mit einer Kraft von 500 N, die über einen konstruierten, auf Höhe der Implantatschulter befindlichen Mittelknoten und starre Verbindungselemente auf alle Knoten der Implantatschulteroberfläche übertragen wurde.<br/> Die gewonnenen Ergebnisse wurden mittels farblicher Visualisierung zum Zeitpunkt der maximalen Belastung wiedergegeben und konnten so untereinander verglichen werden.<br/> Dabei zeigte sich, dass bei einer Krafteinleitung von 500 N in den Knochen dieser in allen Situationen im pathologischen Maß überbelastet wurde. Die Spannungen betrugen zwischen 98 MPa und 723 MPa. Die Verzerrungen reichten von 8.566 µstrain bis 63.800 µstrain. Darüber hinaus belasteten Kurzimplantate den Knochen aus biomechanischer Sicht stärker als Standardimplantate in der gleichen Operationsregion in Kombination mit einer internen Sinusbodenelevation. Die Spannungen im kortikalen Knochen betrugen beispielsweise in dem klinischen Modell der linken Kieferhälfte nach Implantatbelastung des 9 mm langen Implantats 101 MPa, wobei eine Implantatverschiebung von 28,9 µm berechnet wurde. Bei Verwendung des 7 mm langen Implantats wurden Spannungen bis 136 MPa und eine Implantatverschiebung von 29,7 µm festgestellt. Dies hebt die Bedeutung eines vorsichtigen Einsatzes von Kurzimplantaten bei unter Bruxismus leidenden Patienten hervor. Die Sofortbelastung eines Implantats erhöht die Belastung der periimplantären Gewebe im Vergleich zu einer verzögerten Implantatbelastung nach Osseointegration deutlich und sollte, soweit möglich, im Oberkiefer und besonders bei Bruxismus-Patienten vermieden werden, um eine komplikationslose Einheilung des Implantats gewährleisten zu können. Eine zweizeitige Vorgehensweise im Rahmen einer umfangreichen internen und lateralen Sinusbodenelevation ermöglicht eine Reduktion der Spannungs- und Verzerrungswerte im umgebenden Knochen und bietet den Vorteil, eine optimale Implantatpositionierung im Folgeeingriff erreichen zu können.<br/> Die Ergebnisse der biomechanischen Eigenschaften dentaler Implantate, die mithilfe der Finite-Elemente-Analyse gewonnen wurden, zeigen, dass die Knochenquantität, -qualität, Implantatlänge, -geometrie und der Belastungszeitpunkt eines Implantats großen Einfluss auf das biomechanische Verhalten eines Implantats und die Belastung der periimplantären Gewebe haben. Dabei hilft die Finite-Elemente-Analyse zum Verständnis des Implantatverhaltens in der klinischen Anwendung beizutragen.