H. A. Merten

Biodegradierbare Miniplatten (Lactosorb®) bei Kranioosteoplastik – experimentelle Ergebnisse am schnell wachsenden, juvenilen Miniaturschwein

Fragestellung: Am wachsenden Miniaturschwein soll das Biodegradationsverhalten resorbierbarer Osteosyntheseplatten und -schrauben untersucht werden, insbesondere wenn sich ähnlich den metallischen Osteosynthesematerialien eine passive intraossäre oder intrakranielle Translokation nachweisen läßt. Material und Methoden: Bei vier juvenilen Minipigs wurde bilateral eine orthotope Cranioosteoplastik durchgeführt. Dabei wurden seitengleich separierte „Full Thickness Grafts“, zum einen nach sub-, zum anderen nach epiperiostaler Präparation über resorbierbare Ostosyntheseplatten (Lactosorb ® ) fixiert. Die Tiere wurden nach 3, 6, 9 und 18 Monaten geopftert. Ergebnisse: Die initialen Festigkeitswerte der Osteosynthese waren für eine stabile Transplantatfixierung ausreichend. Ähnlich metallischen Osteosyntheseplatten ließ sich eine passive intraossäre Translokation nachweisen, die bei epiperiostaler Plattenlagerung deutlich geringer war. Die Biodegradation war aber bei intraossärer Plattentranslokation nicht signifkant verlängert. Schlußfolgerungen: Der Einsatz resorbierbaren Osteosynthesematerials am wachsenden Schädel stellt eine Alternative zu der Verwendung von metallischen Osteosyntheseplatten dar. Jedoch ist auch hier eine passive intracranielle Translokation nachweisbar. Durch epiperiostale Plattenlagerung und Präparation läßt sich dieser Effekt deutlich vermindern. Die Biodegradation der Kunststoffplatten wird jedoch dadurch nicht verzögert. As a passive intracranial transmission (PIT- effect) has been described for metallic osteosyntheses materials in the infant growing skull. Thereby the use of resorbable plates and screws might be an alernative fixation device in infant craniofacial surgery. For evaluating the biological behaviour, craniotomies were performed in the frontoorbital region of four infant minipigs, six weeks of age and 6.1 kg of weight. After turning and orthotopical repositioning the full thickness bone graft were fixed with resorbable plates and screws made of LactoSorb® on the left side after epiperiosteal, on the right side after subperiosteal preparation. The animals were sacrificed after 3, 6, 9 and 18 months. Histologically, a PIT- effect was detected similar to metallic microplates and screws being signifcant diminished after epiperiosteal preparation and plate positioning. The biodegradation was not affected by intraosseous translocation. Even in case of intrasinuidal transmission no inflammatory reactions werde observed. No contraindications for the clinical use of this specific PLLA-PGA copolymer could be found when implanted in the rapidly growing craniofacial bone surfaces.

Röntgenologische, endoskopische und sonographische Beurteilung der Kieferhöhle nach Sinuslift und simultaner Implantatinsertion

X-ray, ultrasound, and endoscopy were used in follow-up after sinus floor augmentation. In 23 out of 63 patients, healing was uneventful. Waters view revealed opacification of the maxillary sinus 1 week postoperatively in 40 patients, and opacification persisted in four patients. In these patients, endoscopy showed inflammatory reactions of the mucosa. Ultrasound proved to be a valuable tool in follow-up. Sinusitis occurred in three patients and was due to migration of bone chips in two of these. Out of 132 inserted implants, eight were lost during the healing period and three more during the loading period.Zusammenfassung Postoperative Sinusitisraten von 8–10% in der Literatur veranlaßten uns zu einer röntgenologischen, endoskopischen und sonographischen Beurteilung der Kieferhöhle nach Sinuslift. Bei 23 von 63 durchgeführten Sinusbodenaugmentationen fanden wir auch unmittelbar postoperativ weder röntgenologisch noch sonographisch oder endoskopisch Auffälligkeiten. Die eingebrachten Transplantate aus unterschiedlichen Spenderregionen heilten komplikationslos ein. Jedoch zeigten 40 der 63 operierten Kieferhöhlen unmittelbar postoperativ eine unterschiedlich ausgeprägte, hämatombedingte Verschattung der Kieferhöhle. In 4 Kieferhöhlen (3 Patienten) persistierte diese polypöse Verschattung über einen Zeitraum von mehr als 6 Monaten. Sinuskopisch sahen wir eine deutliche, wandständige, polypöse Verschattung der Kieferhöhle mit Hyperämie der Schleimhaut bei allerdings offenem Ostium naturale. Im Verlauf der Einheilungsphase beobachteten wir in 3 Fällen eine behandlungsbedürftige Sinusitis. Bei 1 Patientin wurde eine beidseitige Kieferhöhlenrevision erforderlich. Als ursächlich sehen wir in diesem Zusammenhang die endoskopisch nachgewiesene Migration von Spongiosasequestern an. Von 132 Implantaten unterschiedlicher Hersteller gingen in der Einheilphase 8 verloren, 3 weitere im ersten Jahr der kaufunktionellen Belastung. Summary X-ray, ultrasound, and endoscopy were used in follow-up after sinus floor augmentation. In 23 out of 63 patients, healing was uneventful. Water’s view revealed opacification of the maxillary sinus 1 week postoperatively in 40 patients, and opacification persisted in four patients. In these patients, endoscopy showed inflammatory reactions of the mucosa. Ultrasound proved to be a valuable tool in follow-up. Sinusitis occurred in three patients and was due to migration of bone chips in two of these. Out of 132 inserted implants, eight were lost during the healing period and three more during the loading period.

Mikromorphologie der kontinuierlichen Kallusdistraktion unter Einsatz eines Mikrohydraulikzylinders

Ilizarov stellte 1989 fest, dass eine höhere Distraktionsfrequenz pro Tag eine beschleunigte Knochenregeneration nach sich zieht. Die Spindelmechanik der bislang üblichen Distraktoren erlaubt allerdings keinen kontinuierlichen Vorschub. In Zusammenarbeit mit der RWTH Aachen (Institut für Fluidtechnische Antriebe und Steuerungen) konnten wir erstmals einen kontinuierlichen Vorschub mit Hilfe eines Mikrohydraulikzylinders im Tierexperiment erfolgreich realisieren. Bei 2 Minischweinen distrahierten wir die Kieferwinkelregion mit dem von uns konzipierten Mikrohydraulikzylinder kontinuierlich, bei 2 weiteren Versuchstieren wurde der Unterkiefer, wie bislang üblich, diskontinuierlich verlängert. Im Rahmen unserer vergleichenden Untersuchung beobachteten wir in beiden Kollektiven einen prinzipiell ähnlichen strukturellen Aufbau der Distraktionszone. Jedoch fand sich rasterelektronenmikroskopisch eine beschleunigte knöcherne Konsolidierung nach kontinuierlicher Distraktion mit im Vergleich zur diskontinuierlichen Distraktion erhöhtem Reifungsgrad. Resultat dieser nach kontinuierlicher Distraktion möglicherweise überlegenen Knochenregeneration könnte ein verkürztes Stabilisierungsintervall (bislang 8 Wochen) nach abgeschlossener Dehnungsphase sein. Distraction osteogenesis of the mandible is one treatment option in mandibular hypoplasia. Usually, a non-continuous distraction mode is applied. The aim of the present study was to establish continuous bone distraction using a microhydraulic cylinder. Using a submandibular approach, the mandible was dissected subperiostally on one side in four mini-pigs; corticotomy was performed and the microhydraulic cylinder fixed with two bicortical screws. The hydraulic tube was connected with an automatic hydropneumatic injector system. Following 7 days at rest, a continuous distraction of 1.5 mm per day was performed for 14 days. After 2 and 4 weeks postoperatively, the animals were killed and X-rays taken. The mandible was then removed en bloc and microscopic evaluation of the sections was performed. The microhydraulic cylinder was easy to apply and to handle. The continuous stimulus did induce direct mineralisation of longitudinal oriented collagenous fibre bundles. Bony regeneration seems to be accelerated, which might reduce the postoperatively stabilizing phase.

Klinische Untersuchungen zur Pathophysiologie dentogen bedingter Abszesse

Um Aufschlußüber die häufig sehr rasch verlaufende Schwellungszunahme dentogen bedingter Abszedierungen im Kiefer-Gesichts-Bereich zu bekommen, wurden in der zentrifugierten Abszeßflüssigkeit von 26 Patienten mit Logenabszessen aus der Kopf-Hals-Region die Elektrolytkonzentration, die Osmolalität, der pH-Wert und der hydrostatische Druck im Abszeßinnern gemessen. Es fanden sich stark erhöhte Werte für die Osmolalität (407 ± 75 mOsmol/l) und die Chlorionenkonzentration (183 ± 46 mmol/l). Als wesentliche Kationen waren Natrium (134 ± 38 mmol/l) und Kalium (37 ± 16 mmol/l) anzutreffen. Der Mittelwert des pH betrug 6,164 ± 0,233. Aufgrund der erhöhten Osmolalität errechnete sich ein gegenüber isotoner Gewebeflüssigkeit stark erhöhter osmotischer Druck von 7910 ± 1455 mm Hg. Der im Abszeß gemessene hydrostatische Druck betrug dagegen nur 49 ± 13 mm Hg. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, daß die Schwellungszunahme reifer Abszesse auf osmotische Vorgänge zurückzuführen ist. Die Betrachtung des Abszesses als osmotisches System erklärt auch das therapierefraktäre Verhalten von Abszessen bei der Antibiotikagabe. In 26 patients with abscesses in the maxillofacial area, the electrolyte concentrations, pH and osmotic and hydrostatic pressures of the pus fluid were measured and calculated. The main cations identified were sodium (134 ± 38 mmol/l) and potassium (37 ± 16 mmol/l) and as anions chloride (183 ± 46 mmol/l) and bicarbonate (10 ± 4 mmol/l). The pH value of the pus liquid was 6.164 ± 0.233. The calculated mean osmotic pressure of the pus liquid was 7910 ± 1455 mm Hg, whereas the measured physical pressure inside the abscess was 49 ± 13 mm Hg. Both pressure types show time-dependent pressure curves. With time, the real pressure inside the abscess cavity increases, whereas the osmotic pressure decreases. There was no relationship between the two pressure types and the different species of microorganisms responsible for the inflammation. The results of the study reveal that abscesses can be regarded as osmotically active systems, and the mechanism by which the abscess is formed might be as follows. After penetration of virulent microorganisms into the tissue space, the area of acute inflammation is walled off by the collection of inflammatory cells. Destruction of tissue by products of the polymorphonuclear leucozytes takes place and results in liquefactive necrosis and a hypertonic abscess cavity. The inwards-directed flow of tissue fluids into the cavity via the abscess membrane causes volume expansion and generates pressure, two facts that can explain the swelling dynamics and typical symptoms of abscesses in the maxillofacial area.

Distraktionsosteogenese der Mandibula bei kraniofazialen Fehlbildungen

In den letzten Jahren hat sich die Distraktionsosteogenese zu einem etablierten Behandlungsverfahren zur Korrektur hypoplastischer Unterkiefer entwickelt. Wir berichten über unsere Erfahrungen mit uni- und bidirektionalen Distraktoren sowohl in der intra- als auch extraoralen Applikation bei 4 ausgewählten Patienten mit Unterkieferhypoplasien im Rahmen syndromaler Krankheitsbilder. Dabei handelte es sich um 1 Knaben mit Pierre-Robin-Syndrom, 1 Mädchen mit einer einseitigen Unterkieferhypoplasie bei Goldenhar-Syndrom, 1 Säugling mit Nager-Syndrom sowie 1 seltenen Fall eines Mittelliniendefekts bei 18p-Syndrom. Die Distraktionsdauer reichte von 6–30 Tagen, wobei ein Knochengewinn von 6–28 mm erzielt werden konnte. In recent years, lengthening the human mandible by distraction osteogenesis has become an accepted treatment to correct severe mandibular hypoplasia. Using intraoral unidirectional and extraoral bidirectional distraction devices we report about our experiences and results in the application of the bone distraction technique in four selected cases of syndromal disease, including various forms of mandibular hypoplastic malformations. The patients involved were a boy with Pierre Robin syndrome, a girl with unilateral facial hypoplasia in Goldenhar’s syndrome, a case with Nager’s syndrome, and a rare case of midline deficiency caused by partial deletion of chromosome 18 (18p-syndrome). The distraction period lasted from 6 to 30 days and new bone formation, ranging from 6 to 28 mm, was achieved.

Tierexperimentelle Untersuchungen zur Stirnhöhlenentwicklung nach kraniofazialer Austauschplastik des Os frontale beim Göttinger Miniaturschwein

In der Literatur wird die Entwicklung der Stirnhöhle auf ein aktives Einwandern von Zellen aus dem Ethmoidalkomplex in das Os frontale zurückgeführt. Diese Migrationstheorie steht jedoch im Gegensatz zu Operationsergebnissen bei Apert-Syndrom-Patienten. Bei diesen Patienten, bei denen im Alter von wenigen Monaten bei noch nicht geschlossener Sutura frontalis (metopica) ein bifrontoorbitales Advancement durchgeführt wird, kann sich trotz eines bis zu 2 cm großen Abstands zwischen Nasenwurzel und Os frontale ein Sinus frontalis bilden. Um die Entwicklung des Sinus frontalis im Os frontale in räumlicher Trennung zum Ethmoidalkomplex zu untersuchen, so daß eine Auswanderung von Ethmoidalzellen ins Os frontale ausgeschlossen werden kann, wurde in einer tierexperimentellen Studie an juvenilen Göttinger Miniaturschweinen (5–6 Wochen Lebensalter) mit noch nicht verknöcherter Sutura frontalis und histologisch gesichertem, noch nicht entwickeltem Sinus frontalis ein orthotoper Austausch des Os frontale mit dem Os occipitale vorgenommen. Es konnte sowohl makroskopisch als auch mikroskopisch im Vergleich zu einer Kontrollgruppe gezeigt werden, daß sich im orthotopen Transplantat im Os occipitale parasagittale epithelausgekleidete Sinus ab der 35. Woche bildeten. Basierend auf den histomorphologischen Ergebnissen ließen sich ein Entwicklungsschema der Sinus-frontalis-Genese und eine Modellvorstellung entwickeln, die die bisherige Sinus-frontalis-Entwicklung ergänzt. According to the literature, the development of the frontal sinus is a result of the active immigration of cells from the ethmoidal complex into the os frontale. This migration theory is in contrast to the results in patients with Apert’s syndrome. When fronto-orbital advancement at the age of a few months is performed in these patients – at a time when the frontal suture is not yet closed – a sinus developed despite the distance between nasal root and os frontale, being up to 2 cm. In order to investgate the development of the frontal sinus, an animal study in 12 juvenile Goettingen minipigs (age 5–6 weeks) with histologically pronen un-developed frontal sinus was performed. To exclude the emigration of ethmoidal complex cells into the frontale bone an orthotopical transposition of the frontale bone into the os occipitale was performed. Histologically the development of a frontal sinus in the frontal bone was excluded before transplantation. The macro- and microscopic comparison with a control group revealed that in the orthotopical transplants in the os occipitale an epithelium-lined sinus developed beginning from the 35th week. Based on our histomorphological results, a development scheme for the genesis of the sinus frontalis and a model is drawn.

Diagnostische und therapeutische Konzepte des Fossa-canina-Abszesses

Eine mögliche Komplikation des Fossa-canina-Abszesses stellt eine reaktive Thrombophlebitis der V. angularis dar, die eine fortgeleitete Sinus-cavernosus-Phlebothrombose zur Folge haben kann. Uneinheitliche Literaturempfehlungen bezüglich der Diagnostik und Therapie von Fossa-canina-Abszessen waren Veranlassung für eine multizentrische Erhebung an 55 deutschsprachigen Abteilungen für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie. Zentrale Bedeutung in der Diagnostik kommt der eingehenden klinischen Untersuchung (100%) zu, ergänzt durch Standardröntgenverfahren (97,1%) und Antibiogramm (77,1%). Weitere bildgebende Verfahren (28,6%), insbesondere die Sonografie (20,0%), komplettieren die Diagnostik von Fossa-canina-Abszessen. Im Vordergrund der klinischen Diagnostik einer reaktiven V.-angularis-Phlebitis steht die palpatorische Druckdolenz am inneren Lidwinkel (100%), wobei die Farbdopplersonografie das diagnostische Spektrum erweitert. Atypische Verläufe der V. angularis sind jedoch zu berücksichtigen. Extraorale Abszeßinzisionen (25,7%) und Unterbindungen der V. angularis (8,6%) finden therapeutisch kaum noch Berücksichtigung. Allgemeiner Konsens besteht in der Bedeutung einer antimikrobiellen Begleittherapie (fakultative Antibiose 14,3%, obligatorische Antibiose 85,7%). Bezüglich einer medikamentösen Thrombembolieprophylaxe bei V.-angularis-Phlebitis werden dagegen keine einheitlichen Therapieempfehlungen mitgeteilt. Mehrheitlich wird jedoch eine Heparinisierung in diesem Indikationsbereich für nicht notwendig erachtet (77,1%). Bei einer Heparinisierung müssen allerdings eventuelle Risiken wie Blutungskomplikationen und eine Heparin-induzierte Thrombozytopenie bedacht werden. A possible complication of fossa canina infections is reactive thrombosis of the vena angularis, which can lead to cavernous sinus phlebothrombosis. According to the literature there are different opinions about the treatment protocol of fossa canina abscesses. Therefore a multicentre study was undertaken in which 55 departments of oral surgery were interviewed using a standardized questionnaire about their procedures. The basis of diagnosis consists of clinical examination (100%), antibiogram (77.1%) and radiography (97.1%). A total of 28.6% use additional imaging procedures. Sonography is used by 20.0% and is found to be helpful in the diagnosis of vena angularis thrombosis. The painful palpation of the medial angle of the eye is of major diagnostic importance (100%) although anatomic variations of the vena angularis have to be considered. Extraoral incisions are not used in most cases (25.7% in exceptional cases) as well as ligations of the vena angularis in case of thrombosis (8.6% in exceptional cases). There is an agreement in the use of antibiotics (elective administration in 14.3%, obligatory administrationin 85.7%); 77.1% don’t use heparin to treat thrombosis of the vena angularis. In heparin therapy risks such as bleeding complications and thrombocytopenia have to be considered.

Scanning electron microscopic study of primary fracture healing

Scanning electron microscopy was used to study primary bone healing. This technique, essential for a three-dimensional discription, has provided excellent visualization and revealed new aspects of the micromorphology of primary bone healing. Calcifying collagen bundles were responsible for the first mechanical stability, bone healing took place later in fracture vaults generated by compressed fracture fragments which were partially nonvital. A direct bridging of the fracture fragments by sprouting osteons was not observed. Unter den Bedingungen der axialen Kompression beobachteten wir in der Regel eine primäre Frakturheilung. Wegen des gezackten Verlaufs der Fragmentenden von Frakturen, die klinischen Bedingungen entsprechen, kann allerdings auch bei makroskopisch exakter Reposition (Abb. 4c) auf mikroskopischer Ebene eine perfekte Frakturreposition nicht erwartet werden (Abb. 4d). Daraus folgt, daß die Frakturenden nur an einzelnen Bereichen der devitalen Randzone der Fraktur in Kontakt stehen. Diese bilden die sog. „Stützpfeiler des Frakturgewölbes”. Die entscheidenden regenerativen Impulse gehen von diesen Frakturgewölben aus, das bedeutet: In der Umgebung der unter Kompression stehenden Frakturenden findet die eigentliche Frakturheilung statt. Ein direkter haverscher Umbau konnte nicht nachgewiesen werden und erscheint auch prinzipiell wegen der mikroskopisch naturgemäß nicht exakten Frakturreposition wenig wahrscheinlich. Die Anheftung in der Frühphase der Frakturheilung wird durch ein im weiteren Verlauf ossifizierendes Kollagenfaserwerk erreicht.