Hannes Schierle

Maxillary distraction osteogenesis: a two-dimensional mathematical model.

Patients with cleft lip and palate with severe maxillary retrusion usually have a mandible with anterior-superior autorotation and subsequent overclosure and loss of the vertical facial dimension. Maxillary distraction osteogenesis can correct the sagittal maxillomandibular relationship and should simultaneously reestablish vertical dimension through maxillary vertical height increase and clockwise rotation of the mandible to restore facial balance. We present a two-dimensional mathematical model in the sagittal plane, which reestablishes sagittal and vertical skeletal deficiencies and proper occlusal alignment for planning maxillary advancement with distraction osteogenesis in patients with cleft lip and palate. The model is illustrated in a case of a 13-year-old boy with a complete bilateral cleft lip and palate and severe maxillary retrusion. The two-dimensional mathematical model described in this article allows the surgeon and orthodontist to calculate in a simple and accurate way the ideal distraction vector to advance the maxilla to its desired position.

Erfahrungen mit der Distraktionsosteogenese bei der Therapie schwerer peripherer Atemwegobstruktionen im Säuglings- und Kleinkindalter

Kinder mit kraniofazialen Fehlbildungen neigen in besonderem Maß zu obstruktiven Atemwegstörungen. Eine besondere Rolle spielen Anomalien, die mit einer Unterentwicklung oder Rücklage des Unterkiefers einhergehen. Hierbei liegt der Zungengrund der Rachenhinterwand an und verlegt so die Luftwege. Durch Anwendung der Distraktionsosteogenese können eine Verlängerung der unterentwickelten Mandibula und dadurch eine Ventralisierung der Zunge erreicht werden. Drei kleine weibliche Patienten im Alter von 7–15 Monaten mit schweren syndromalen Erkrankungen und peripheren Atemwegobstruktionen bei mandibularer Mikrognathie wurden durch Verlängerung der Mandibula mittels Kallusdistraktion behandelt. Wegen Schluckunfähigkeit war bei allen 3 Kindern eine Gastrostomie bzw. eine permanente Nasogastralsonde angelegt worden. Bei der ersten kleinen Patientin, die schon kurz nach der Geburt tracheotomiert wurde, konnten 10 Tage nach Beginn der Distraktion Schluckversuche durchgeführt werden. Vor der geplanten Dekanülierung muß jedoch noch die Abtragung umfangreicher Trachealgranulationen erfolgen. Bei der 2. Patientin konnte am 6. Tag der Distraktion der Nasopharyngealtubus entfernt und auf eine geplante Tracheotomie verzichtet werden. Beim 3. Fall bildete sich eine therapierefraktäre Schlafapnoe unter der Distraktion völlig zurück. Unsere Erfahrungen zeigen, daß die Distraktionsesteogenese zur Behandlung obstruktiver Atemstörungen in Verbindung mit Minderentwicklungen des Unterkiefers auf der Grundlage einer eingehenden interdisziplinären Untersuchung mit genauer Lokalisation des Atemweghindernisses ein wertvolles alternatives Therapiekonzept darstellt. Children with craniofacial malformations are at special risk for the development of peripheral airway obstruction. The problems are magnified in patients with retroposition or hypoplasia of the mandible. In these cases, the base of the tongue is posteriorly displaced, hereby decreasing the airway diameter. By application of distraction osteogenesis the mandible can be lengthened to move the base of the tongue forward and open the airway. Three female patients aged between 7, 11, and 15 months suffering from peripheral airway obstruction caused by mandibular hypoplasia were treated by gradual distraction. All of them had a gastrostomy or a nasogastral tube in place, respectively, due to severe nutrition problems. In the youngest patient tracheostomy was performed shortly after birth and was already planned in the 15-month-old child, who had received a permanent nasopharyngeal tube. The 11-month-old child suffered from severe refractory sleep apnea. Exercises in oral feeding were possible in the youngest patient after 10 days of distraction. In the oldest one, the airway tube was removed on the six day of distraction and, thus, tracheotomy was successfully avoided. In the 11-month-old child apneic events a rapidly decreased. Our experience suggests that distraction osteogenesis after careful preoperative evaluation can be successfully performed for the treatment of peripheral airway obstruction in patients with selected craniofacial anomalies.

Wiederherstellung der Kaufunktion bei Tumorpatienten durch enossale Implantate

A total of 409 implants was inserted into 83 consecutive patients, who had tumor-related intraoral resections of soft tissue and bone. A life table analysis was used to determine the survival rate of the implants placed over a period of 13 years. Log rank tests and a Cox regression analysis were employed to identify relevant effects of surgical parameters on implant survival. A total of 38 implant failures were encountered. Most of the losses (n = 16) occurred during the first year of functional loading. The cumulative, overall survival rate of implants was 56.5%. Previous radiation therapy, insertion into grafted bone or original jaw bone, and insertion into microsurgically revascularized grafts did not significantly affect the survival rates. In the Cox regression, only the timing of implant placement was significantly related to the survival rate in the group of patients with bone grafts (P = 0.0197), with a lower survival rate of 36.2% of primary inserted implants and 67.1% survival in the group with secondary implant placement.Zusammenfassung Fragestellung: Ziel der vorliegenden Untersuchung war die Analyse der Langzeitergebnisse enossaler Implantate bei Tumorpatienten. Material und Methode: 409 Implantate, die in 83 konsekutiven Patienten nach tumorbedingten intraoralen Resektionen zur Wiederherstellung der Kaufunktion in den Jahren von 1983–1996 inseriert worden waren, wurden in die Untersuchung einbezogen. Die Langzeiterfolgsrate wurde mit Hilfe einer Verweildaueranalyse nach Kaplan u. Meier berechnet. Ergebnisse: 38 Implantate gingen im Beobachtungszeitraum verloren, 16 davon im ersten Jahr nach funktioneller Belastung. Die Gesamtverweilwahrscheinlichkeit betrug 56,5%. Vorangegangene Radiatio, die Verwendung von Knochentransplantaten allgemein und der Einsatz revaskularisierter Transplantate hatten keinen signifikanten Einfluß auf die Überlebenszeit. In der Gruppe der Patienten mit Knochentransplantaten hatten die Implantate in Kombination mit Auflagerungsosteoplastiken die geringste Verweilwahrscheinlichkeit (32,2%), während avaskuläre und revaskularisierte Transplantate zur Kontinuitätsüberbrückung höhere Erfolgsraten aufwiesen (70,0% bzw. 74,5%). Die niedrigere Erfolgsrate primärer Implantatinsertionen in Kombination mit Osteoplastiken erwies sich in der Cox-Analyse als signifikant. Summary A total of 409 implants was inserted into 83 consecutive patients, who had tumor-related intraoral resections of soft tissue and bone. A life table analysis was used to determine the survival rate of the implants placed over a period of 13 years. Log rank tests and a Cox regression analysis were employed to identify relevant effects of surgical parameters on implant survival. A total of 38 implant failures were encountered. Most of the losses (n = 16) occurred during the first year of functional loading. The cumulative, overall survival rate of implants was 56.5%. Previous radiation therapy, insertion into grafted bone or original jaw bone, and insertion into microsurgically revascularized grafts did not significantly affect the survival rates. In the Cox regression, only the timing of implant placement was significantly related to the survival rate in the group of patients with bone grafts (P = 0.0197), with a lower survival rate of 36.2% of primary inserted implants and 67.1% survival in the group with secondary implant placement.

Craniofacial reconstruction by transport distraction osteogenesis: corticotomy versus osteotomy--an experimental study.

Transport osteogenesis is a modified technique of callus distraction appropriate for the reconstruction of extended osseous defects of long or flat bones. The aim of this study was to determine the regenerative potential of this technique related to the degree of mobilization of the transport segment. In 10 adult sheep, critically sized defects of the calvaria were treated by gradual movement of a transport segment consisting of calvarial bone. The transport segments were either corticotomized (n = 5) or osteotomized (n = 5). The latency period was 5 days; the rate of distraction was 1 mm/d, extended for approximately 40 days. The consolidation period was 28 days. Specimens were investigated by conventional radiography, computed tomography scans, immunofluorescence, and histological examination. In both groups, transport osteogenesis resulted in a complete closure of the defect. The volume and thickness of newly formed bone at the defect site did not differ significantly between the groups, nor did the extent of vascularization. Bone formation and remodeling occurred during the entire period of distraction and consolidation. Osteotomized transport segments became smaller during distraction, whereas the volume of corticotomized segments remained relatively constant. In conclusion, transport osteogenesis resulted in reliable closure of extended skull defects in adult organisms; corticotomy and osteotomy of the transport segment led to a similar extent of bone formation.

Vertikale Distraktion des bezahnten Alveolarfortsatzes mittels einer zahngetragenen Apparatur

Seit der Mitteilung von McCarthy et al. im Jahr 1992 hat die Anwendung der Distraktionsosteogenese im maxillofazialen Komplex eine große Verbreitung gefunden. Vorteile im Vergleich zu konventionellen rekonstruktiven Methoden sind die fehlende Entnahmemorbidität durch Knochentransplantate, ein reduzierter Blutverlust und nicht zuletzt auch die langsame Mitentwicklung der darüberliegenden Weichgewebe bei der Distraktion von Knochen. Inzwischen hat sich auch die vertikale Distraktion des Alveolarfortsatzes zu einer verläßlichen Methode entwickelt. Dieser Fallbericht illustriert die Behandlung eines 16 Jahre alten Patienten, der im Alter von 7 Jahren einen Sportunfall erlitten hatte. Dieser führte zu einer Ankylose der oberen mittleren Schneidezähne mit konsekutivem Minderwachstum des frontalen Alveolarfortsatzes. Nach Herstellung eines zahngetragenen Distraktionsapparats wurde eine Osteotomie der zahntragenden Segmente im oberen Frontbereich durchgeführt und dieses Segment mit dem Distraktor verbunden. Die Knochenverlängerung wurde am 7. postoperativen Tag begonnen, mit einer täglichen Distraktionsstrecke von 0,5 mm. Die Distraktion wurde so lange durchgeführt, bis der offene Biß geschlossen war. Am 22. Tag wurde das Segment mit einem Drahtbogen an den Nachbarzähnen fixiert und der Distraktor entfernt. Danach wurde eine Retentionsperiode von 6 Wochen eingehalten, bis das Segment eine ausreichende Stabilität aufwies. 1,5 Jahre nach der Behandlung ist die klinische Situation stabil bei einer guten Konsolidierung der Knochenfragmente und einem physiologischen Vestibulum im Bereich des Oberkiefers. Die Verlängerung des Alveolarfortsatzes durch vertikale Distraktion mittels eines zahngetragenen Apparats kann in bestimmten Fällen angezeigt sein. Vorteile dieser Methode im Vergleich zu den konventionell erhältlichen Apparaten sind die Vermeidung einer Zweitoperation zur Entfernung des Distraktors sowie das fehlende Risiko einer Verletzung der Zahnwurzeln durch Fixationsschrauben. Since the communication of McCarthy et al. in 1992, applications for distraction osteogenesis in the maxillofacial complex have increased enormously. The advantages as compared to conventional reconstructive procedures are missing donor-site morbidity for bone graft harvesting, reduced blood loss and also a gradual gain in the soft tissue envelope. Meanwhile, even the vertical lengthening of the alveolar process has become a clinically reliable method. The case presented illustrates the treatment of a 16-year-old patient who suffered a sporting accident at the age of 7 years, leading to ankylosis of the upper middle incisors with subsequent underdevelopment of the frontal alveolar process. After fabrication of a custom-made distraction device, an osteotomy of the tooth-bearing segment in the upper front was performed and the segment was attached to the distraction device. Bone lengthening was started on the seventh postoperative day at a daily rate of 0.5 mm. The distraction was maintained until closure of the open bite was achieved. On the 22nd day, the segment was fixed using an orthodontic arch wire and the distraction device was removed. A retention period of 6 weeks was maintained until sufficient stability was detectable. Now, 1.5 years after the treatment, the situation is stable with a good consolidation of the bone fragments and a physiologically shaped gingivobuccal sulcus. Lengthening of the alveolar process by vertical distraction osteogenesis using a tooth-borne device may be indicated in certain cases. With this technique a second operation can be avoided and there is less risk of laceration of dental roots by fixation screws.

Komplexe Rekonstruktion des Oberkiefer- und Mittelgesichtsbereichs nach radikalchirurgischer Tumoroperation

Zusammenfassung Die ästhetische und funktionelle Rekonstruktion der Oberkiefer- und Mittelgesichtsregion nach Tumorresektion stellt noch immer eine sehr komplexe Aufgabe dar. Die Einführung des freien vaskularisierten Lappentransfers und osteointegrierter Implantate hat hier zu einer deutlichen Steigerung der Flexibilität in der Behandlung beigetragen. Aufgrund seiner Eigenschaften eignet sich der osteokutane Skapulatransfer in besonderem Maß für die Anwendung im Bereich des Mittelgesichts. Von Juli 1990 bis Februar 1997 wurde bei 17 Patienten nach Tumorresektionen im Mittelgesichtsbereich ein freier vaskularisierter Lappentransfer vorgenommen. In 4 Fällen wurde der osteokutane Skapulalappen angewendet. Die Vorzüge, aber auch die Nachteile dieser Technik werden anhand von Patientenbeispielen illustriert. Probleme bei der Verwendung dieser Technik in Kombination mit Implantaten stellen das begrenzte Knochenangebot des Margo lateralis der Skapula sowie die intraorale Konturierung der Transplantatweichteile dar. Summary The esthetic and functional restoration of facial defects is always a daunting challenge. The advent of free vascularized tissue transfers in combination with oral implants enables the surgeon to attain a high level of flexibility in the treatment of such defects. Due to its anatomical properties, the osteocutaneous scapula flap qualifies to a high degree for reconstruction purposes in the midfacial area. From July 1990 to February 1997, reconstruction of complex facial defects after oncologic surgery was performed in 17 patients using free vascularized tissue transfer. In four cases, a free scapula flap was used. Advantages and disadvantages of this technique are illustrated in these patients. Complete oral rehabilitation requires bony continuity of the jaws and stable dentition. To attain this goal, additional grafting procedures are required in most cases when insertion of oral implants is planned. As for the soft tissues, the problem of measuring the amount of tissue needed often leads to an overcorrection, requiring several debulking procedures.The esthetic and functional restoration of facial defects is always a daunting challenge. The advent of free vascularized tissue transfers in combination with oral implants enables the surgeon to attain a high level of flexibility in the treatment of such defects. Due to its anatomical properties, the osteocutaneous scapula flap qualifies to a high degree for reconstruction purposes in the midfacial area. From July 1990 to February 1997, reconstruction of complex facial defects after oncologic surgery was performed in 17 patients using free vascularized tissue transfer. In four cases, a free scapula flap was used. Advantages and disadvantages of this technique are illustrated in these patients. Complete oral rehabilitation requires bony continuity of the jaws and stable dentition. To attain this goal, additional grafting procedures are required in most cases when insertion of oral implants is planned. As for the soft tissues, the problem of measuring the amount of tissue needed often leads to an overcorrection, requiring several debulking procedures.