Pathomechanismen der gestörten Wundheilung durch metallische Korrosionsprodukte

Zusammenfassung

Hintergrund. Im Dentalbereich werden seit langer Zeit metallische Werkstoffe unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung verwendet. Bei einigen Patienten kommt es nach der Implantatinsertion zu Wundheilungsstörungen. In diesem Artikel werden neben Grundlagen der eng verwandten Entzündungs- und Reparationsvorgänge die Pathomechanismen einer gestörten Wundheilung erörtert.

Wundheilungsstörungen. Die Modulation der Wundheilung kann über die Effekte der durch Korrosion freigesetzten Metallionen, aber auch durch die durch Abrieb entstandenen Mikropartikel auf die an der Heilung beteiligten Zelltypen (z. B. Endothelzellen) ausgeübt werden.

Modelle. In diesem Zusammenhang werden In-vitro-Modelle vorgestellt, mit deren Hilfe die komplexen Geschehnisse der Werkstoff-Gewebe-Grenzfläche in isolierte Aspekte zerlegt werden können. Darüber hinaus werden neu entwickelte, computergestützte Methoden angesprochen, welche die objektive Quantifizierung von biomaterial- bzw. korrosionsprodukt-induzierten Effekten auf komplexe Vorgänge, z. B. die Angiogenese in vitro, erlauben. Wegen der zentralen Bedeutung der Titanimplantate für Anwendungen in der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie werden erste experimentelle Ansätze zur Untersuchung möglicher negativer Auswirkungen vorgestellt. Der Beitrag schließt mit einer Diskussion über die Relevanz solcher Studien für die klinische Implantologie.

Abstract

Background. Metallic materials of variable chemical composition have been used in dental practice for a long time. Complications with respect to tissue healing after insertion of implants are well documented. In this paper we present relevant aspects of the related fields of inflammation and repair processes and focus on the pathomechanisms of this impaired healing response.

Modulation of wound healing. This latter process is modulated by specific metal ions released by corrosion activity as well as by wear particles, which influence the function of the participating cell types (e.g. endothelial cells).

In vitro models. In this context, in vitro models are presented that permit study of isolated aspects of the complex sequence of events at the biomaterial-tissue interface. Furthermore, newly developed, computer-assisted methods allowing an objective quantification of biomaterial/corrosion product-induced effects on complex processes, such as angiogenesis in vitro, are demonstrated. Because of the central importance of titanium implants in maxillofacial surgery, new experimental approaches to study possible negative effects are presented. Finally, the relevance of such studies for clinical implantology is evaluated.