Dr. Jan Behring

Die prä- oder postendodontische Restauration eines tief zerstörten Zahnes stellt eine besondere Herausforderung für den Zahnarzt dar. Im Beitrag Dr. Jan Behring werden die biologischen und technischen Voraussetzungen für eine erfolgreiche Restauration beschrieben. Insbesondere wird auf das Konzept der biologischen Breite und den sogenannten Ferrule-Effekt eingegangen.

Der Beitrag (Behring J. Die Restauration tief zerstörter Zähne. Die Bedeutung von Ferrule-Effekt und biologischer Breite Endodontie 2017;26(4):389–39) ist der erste einer Reihe von mehreren Artikeln im Endodontie-Themenheft 4/17, in denen verschiedene Techniken zur Versorgung eines tief frakturierten oder durch Karies zerstörten Zahnes beschrieben und bewertet werden.

Fast jede zahnärztliche Maßnahme tangiert das endodontische System, und jährlich ca. zehn Millionen in Deutschland durchgeführte Wurzelkanalbehandlungen belegen den Stellenwert der Endodontie in der Zahnmedizin. Die Zeitschrift „Endodontie“ hält ihre Leser dazu „up to date“. Sie erscheint vier Mal im Jahr und bietet praxisrelevante Themen in Übersichtsartikeln, klinischen Fallschilderungen und wissenschaftlichen Studien. Auch neue Techniken und Materialien werden vorgestellt. Schwerpunkthefte zu praxisrelevanten Themen informieren detailliert über aktuelle Trends und ermöglichen eine umfassende Fortbildung. Die „Endodontie“ ist offizielle Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Endodontologie und zahnärztliche Traumatologie (DGET), des Verbandes Deutscher Zertifizierter Endodontologen (VDZE) und der Österreichischen Gesellschaft für Endodontie (ÖGE). Abonnenten erhalten kostenlosen Zugang zur Online-Version (rückwirkend ab 2003 im Archiv) und zur App-Version. Mehr Informationen zur Zeitschrift, zum Abonnement und kostenlosen Probeexemplaren im Quintessenz-Shop.

Einleitung

Der Erhalt tief zerstörter Zähne stellt eine tägliche Herausforderung für jeden Zahnarzt dar. Obgleich die zahnmedizinische Implantologie heute ein sicheres Verfahren zum Ersatz solcher Zähne ist und die Überlebensraten von Implantaten auch über einen langen Zeitraum sehr hoch sind, ist und bleibt der langfristige Erhalt natürlicher Zähne ein Hauptanliegen der modernen Zahnheilkunde.

Tab. 1 Herausforderungen bei der Restauration tief zerstörter Zähne.

Die Probleme, die sich dem Zahnarzt beim Erhalt tief zerstörter Zähne darstellen, lassen sich grundsätzlich in drei Kategorien einteilen (Tab. 1). 

Die Lösungsbedingungen für diese Probleme sind teilweise nicht nur unterschiedlich, sondern sogar gegensätzlich, woraus sich ergibt, dass eine einzelne Behandlungsmaßnahme oder Technik nicht jedes dieser Probleme gleichzeitig lösen kann. Vielmehr muss der Zahnerhalter individuell für jeden Einzelfall die verschiedenen Techniken prüfen und sie gegebenenfalls sogar kombiniert anwenden. 

Während sich die in der Kategorie „praktische Probleme“ (siehe Tab. 1) dargestellten Schwierigkeiten von selbst erklären, soll auf die Begriffe der biologischen Breite und des Ferrule-Effektes vorab eingegangen werden.

Abb. 1 Der dentogingivale Komplex mit biologischer Breite und adäquatem Ferrule-­Design.

Die biologische Breite und ihre Relevanz bei der Restauration tief zerstörter Zähne

Die biologische Breite wird im Allgemeinen auf eine Arbeit von Gargiulo et al. aus dem Jahr 1961 zurückgeführt¹ (siehe All Time Classics, S. 395). In dieser Arbeit wurden erstmals konkrete Richtwerte für die Dimensionen der Weichgewebe über dem Knochen beschrieben, auch wenn die Autoren diese Zahlen nur durch die Untersuchung von präparierten Leichenköpfen ermittelten (Abb. 1). Der Begriff der biologischen Breite wurde erst ein Jahr später durch Cohen² als die addierte Breite der Zonen des Saumepithels und des bindegewebigen Attachments über dem alveolären Knochenkamm geprägt und wird seither entsprechend genutzt³. Die biologische Breite wird meist nach Gargiulo et al.¹ mit 2,04 mm angegeben. Nevins und Skurow addierten aus praktischen Erwägungen 1984 auch die Zone des offenen Sulkus hinzu und rundeten die von ihnen beschriebene „Dentogingival Junction“, welche oftmals fälschlich synonym zur biologischen Breite verwendet wird, auf einen Wert von durchschnittlich 3 mm auf⁴. Wie durch eine Reihe von Veröffentlichungen gezeigt wurde, variiert die biologische Breite jedoch je nach Zahnfläche und Zahngruppe⁵, nach dem parodontalen Zustand des Zahnes⁶ und nach dem Alter des Patienten¹.

Die biologische Breite stellt in Abwesenheit einer durchgängigen Hautbarriere am Übergang zwischen Zahn und Gingiva einen möglichst dichten Abschluss zwischen dem Mundraum und dem Körperinneren dar. Insbesondere die Zone des sogenannten bindegewebigen Attachments als Abschluss vor dem Knochen scheint von größter Bedeutung für die Gewebsintegrität zu sein^7,8. 

Abb. 2 Verletzung der biologischen Breite durch Wurzelstiftperforation mit zirkulärer Resorption des Alveolarknochens.

Abb. 3a Gingivitis durch Verletzung der biologischen Breite: Zustand vor Behandlung, ...

Abb. 3b ... chirurgische Kronenverlängerung, ...

Abb. 3c ... Zustand nach Wiederherstellung der biologischen Breite.

Abb. 4 Knochenverlust durch eine Verletzung der biologischen Breite.

Die Verletzung der biologischen Breite (Abb. 2) wurde in vielen Arbeiten als abträglich für die parodontale Gesundheit beschrieben: Die Folgen können eine erhöhte Blutungsneigung, Gingivitis (Abb. 3a bis c) und vor allem Attachmentverlust beinhalten^9–12 (Abb. 4). In tierexperimentellen Studien wurde histologisch gezeigt, dass nicht eine kleinflächige Verletzung des Zahnes als solche, sondern erst die Restauration dieser Dentinverletzung zu einer dauerhaften Verletzung der biologischen Breite führt^11,12. Es kann somit gefolgert werden, dass es erst dann zu den oben genannten Symptomen kommt, wenn der Körper nicht in der Lage ist, ein neues bindegewebiges Attachment zwischen Knochenkante und Mundhöhle zu etablieren. Da für ein solches Attachment Wurzelzement unerlässlich ist, erklärt sich, warum die Präsenz künstlicher Werkstoffe negativere Auswirkungen hat als eine unter Studienbedingungen hergestellte kleinflächige Dentinwunde („Notch“). Folglich beschreiben diverse Autoren die negativen Auswirkungen von subgingivalen Restaurationen auf die parodontale Gesundheit^7,11,13–16. In einigen Studien wird von einer „Dose-response-relationship“ berichtet, also einer Abhängigkeit der parodontalen Reaktion vom Ausmaß der Verletzung der biologischen Breite in Bezug auf die Tiefe und Suffizienz des Restaurationsrandes^17–20. Nugala et al. weisen darauf hin, dass je nach Dicke des alveolären Knochens unterschiedliche Reaktionen des Körpers bei einer Verletzung der biologischen Breite beobachtet werden²¹. So kommt es bei einem dünnen alveolären Knochen durch ossäre Resorption und gingivale Rezession eher zur Wiedereinstellung der biologischen Breite, während es bei einem dickeren alveolären Knochen (z. B. interdental) eher zu einer dauerhaften gingivalen Entzündung kommt^21,22 (siehe Abb. 3a bis c).

Somit lässt sich in Bezug auf die biologische Breite festhalten:

1. Restaurationsränder sollten nicht tiefer als bis in den parodontalen Sulkus verlegt werden⁴.
2. Wenn die biologische Breite im Rahmen einer Restaurierung leicht (nicht dichter als einen Millimeter an die Knochenkante heran) verletzt wird, so sollte dies mit glatten, polierten Restaurationen und möglichst nicht mit Kronenrändern oder anderen biologisch störenden Rändern geschehen^19,20.
3. Keinesfalls sollte bis in die Zone des bindegewebigen Attachments präpariert, bzw. restauriert werden^7,8,21.
4. Verletzt eine Restauration das bindegewebige Attachment, sollte die biologische Breite therapeutisch wiederhergestellt werden^7,21.

Die Ferrule-Präparation und der Ferrule-Effekt

Einer traditionellen Forderung der Prothetik folgend, sollte der Rand einer künstlichen Krone apikal der Aufbaufüllung durch eine parallelwandige Dentinzone gefasst werden, um die Friktion der Krone sicherzustellen²³ (siehe Abb. 1). Es wird dabei davon ausgegangen, dass nicht-dentinadhäsive Aufbaufüllungen selbst kaum zum Retentionsgewinn beitragen, sondern eine passive Funktion ausüben²⁴. Da prospektive Studien oder gar randomisierte klinische Studien (RCTs) zur Überprüfung dieser These als Endpunkt eine Fraktur des Zahnstumpfes unter der Krone oder zumindest den Kronenverlust aufweisen müssten, sind diese Studien technisch schwierig durchzuführen und ethisch nicht vertretbar²⁵. Auch retrospektive Studien sind aufgrund der insgesamt geringen Fraktur- bzw. Verlustrate kaum aussagekräftig²⁶. Der Ferrule-Effekt, welcher sich aus der entsprechenden Präparationsform ergibt, konnte daher nur in Abscherversuchen^27–30 oder Computermodellen^31,32 überprüft werden. Oftmals werden in diesen Studien jedoch mehrere Effekte gleichzeitig untersucht. So wird oft die Stiftverankerung von Aufbauten bei wurzelkanalbehandelten Zähnen oder das Material der Aufbaufüllung als zusätzliche Variable eingesetzt^27,28,33. In zahlreichen Studien wurden oftmals traditionelle, substanzopfernde und nicht-adhäsive Aufbaumaterialien wie Goldkernaufbauten oder Metallstifte^30,33,34 verwendet. Ein direkter Vergleich mit den heute üblichen substanzschonenden adhäsiven Aufbaufüllungen ist also fraglich. In einem systematischen Review zum Ferrule-Effekt stellten Stanckiewitz und Wilson 2002 außerdem fest, dass die Kräfte, welche bei Abscherversuchen in vitro oder in Computersimulationen aufgewendet werden mussten, um das Dezementieren einer künstlichen Krone bzw. die Fraktur des Zahnstumpfes zu provozieren, höher sind als in der Realität vorkommend²⁵.

Abb. 5a Herstellung einer Ferrule-Zone durch eine chirurgische Kronenverlängerung: Ausgangssituation.

Abb. 5b Verlängerte Stümpfe zwei Wochen nach chirurgischer Behandlung mit apikalem Verschiebelappen und freier Granulation.

Abb. 5c Langzeitprovisorium in situ.

Es kann somit zusammengefasst werden, dass in der Literatur der Nutzen einer Ferrule-Präparation zwar messbar dargestellt werden kann, es aber wenig Evidenz für einen Ferrule-Effekt in vivo gibt. Hieraus darf aber nicht gefolgert werden, dass ein Ferrule-Effekt in vivo nicht existiert, er kann nur aus technischen und ethischen Gründen nicht nachgewiesen werden. Im Bereich der sogenannten Level-5-Evidenz, also der Empfehlungen erfahrener Zahnärzte, sind Ferrule-Präparationen auch heute noch in Sondersituationen wie flächig zerstörten oder horizontal frakturierten Zähnen oder bei Stümpfen mit einer hohen zu erwartenden Abscherbelastung (z. B. Frontzahnkronen, Tele­skop­zähne) dringend zu empfehlen²⁴ (Abb. 5a bis c). Auch kann eine Ferrule-Präparation nützlich sein, um bei kurzen oder gewinkelten Stümpfen die Friktionsfläche zu erhöhen^35,36. Der Literatur folgend sollte eine solche parallelwandige Dentinzone zwischen 1,5 und 2,0 mm breit sein^25,37. Bei breiteren Zonen zeigt sich kein zusätzlicher Effekt^23,29,33. Die Forderung nach einer grundsätzlichen Abdeckung der Aufbaufüllung durch einen Restaurationsrand, ob mit oder ohne zusätzliche Ferrule-Präparation, muss im Einzelfall jedoch mit Blick auf die Möglichkeiten der Adhäsivtechnik^30,34,35,38 und der Proximal Box Elevation³⁹ infrage gestellt werden. Insbesondere bei tief zerstörten Zähnen ist ein Ferrule-Design oft nur durch Kombination mit einer Kronenverlängerung (oder Extrusion) zu erreichen, wodurch es zu Attachmentverlust, einer Schwächung des Restzahnes^40,41 und einem schlechteren Kronen-Wurzel-Verhältnis kommt⁴². 

Es darf daher gemäß der Schlussfolgerung von Stanckiewitz und Wilson resümiert werden, dass die Schaffung eines Ferrule-Designs grundsätzlich positiv zu werten ist, aber nur im Ausnahmefall hierfür ein zusätzlicher Attachmentverlust in Kauf genommen werden sollte²⁵.

Schlussfolgerung

Die Restauration tief zerstörter Zähne kann mit verschiedenen therapeutischen Techniken erzielt werden. Allen gemeinsam ist der Anspruch, das Prinzip der biologischen Breite einzuhalten, idealerweise in Kombination mit der Präsenz eines Ferrule-Designs.

In den nachfolgenden Artikeln dieser Ausgabe der „Endodontie“ 4/17 werden dem Leser eine Übersicht über die wichtigsten Techniken zum prä- oder post­endodontischen oder posttraumatischen Erhalt tief zerstörter Zähne dargelegt und abschließend Entscheidungshilfen für die tägliche Praxis formuliert.

Ein Beitrag von Dr. med. dent. MSc. Jan Behring, Hamburg

Literatur

1. Gargiulo AW, Wentz FM, Orban B. Dimensions and relations of the dentogingival junction in humans. J Periodontol 1961;32:261–267.

2. Cohen D. Biologic Width. Lecture, Reed Army Medical Center, Washington DC, 1962.

3. Ingber JS, Rose LF, Coslet JG. The “biologic width”– a concept in periodontics and restorative dentistry. Alpha Omegan 1977;70:62–65.

4. Nevins M, Skurow HM. The intracrevicular restorative margin, the biologic width, and the maintenance of the gingival margin. Int J Periodontics Restorative Dent 1984;4:30–49.

5. Perez JR, Smukler H, Nunn ME. Clinical dimensions of the supraosseous gingivae in healthy periodontium. J Periodontol 2008;79:2267–2272.

6. Novak MJ, Albather HM, Close JM. Redefining the biologic width in severe, generalized, chronic periodontitis: implications for therapy. J Periodontol 2008;79:1864–1869.

7. Jorgiê-Srdjak K, Planëak D, Mariëeviê T, Dragoo MR, Boπnjak A. Periodontal and prosthetic aspects of biological width. Part I: Violation of biologic width. Acta Stomatol Croat 2000;34:195–197.

8. Makigusa K. Histologic comparison of biologic width around teeth versus implant: The effect on bone preservation. J Implant Reconstr Dent 2009;1:20–24.

9. Günay H, Seeger A, Tschernitschek H, Geurtsen W. Placement of the preparation line and periodontal health – a prospective 2-year clinical study. Int J Periodont Rest Dent 2000;20:171–181.

10. Valderhaug J. Periodontal conditions and carious lesions following the insertion of fixed prostheses: a 10-year follow-up study. Int Dent J 1980;30:296–304.

11. Tal H, Soldinger M, Dreiangel A, Pitaru S. Periodontal response to long-term abuse of the gingival attachment by supracrestal amalgam restorations. J Clin Periodontol 1989;16:654–659.

12. Parma Benfenati S, Chiesa A, Rittà A, Di Fulvio W. Gingivoplasty. G Stomatol Ortognatodonzia 5:57–58.

13. Dragoo MR, Williams GB. Periodontal tissue reactions to restorative procedures, part II. Int J Periodont Rest Dent 1982;2:34–45.

14. Maynard JG, Wilson RD. Physiologic dimensions of the periodontium significant to the restorative dentist. J Periodontol 1979;50:170–174.

15. Richter WA, Ueno H. Relationship of crown margin placement to gingival inflammation. J Prosthet Dent 1973;30:156–161.

16. Valderhaug J, Ellingsen JE, Jokstad A. Oral hygiene, periodontal conditions and carious lesions in patients treated with dental bridges. A 15-year clinical and radiographic follow-up study. J Clin Periodontol 1993;20:482–489.

17. Flores-de-Jacoby L, Zafiropoulos GG, Ciancio S. Effect of crown margin location on plaque and periodontal health. Int J Periodont Rest Dent 1989;9:197–205.

18. Gilmore N, Sheiham A. Overhanging dental restorations and periodontal disease. J Periodontol 1971;42:8–12.

19. Lang NP, Kiel RA, Anderhalden K. Clinical and microbiological effects of subgingival restorations with overhanging or clinically perfect margins. J Clin Periodontol 1983;10:563–578.

20. Orkin DA, Reddy J, Bradshaw D. The relationship of the position of crown margins to gingival health. J Prosthet Dent 1987;57:421–424.

21. Nugala B, Kumar BS, Sahitya S, Krishna PM. Biologic width and its importance in periodontal and restorative dentistry. J Conserv Dent 2012;15:12–17.

22. Waerhaug J. Healing of the dento-epithelial junction following subgingival plaque control. II: As observed on extracted teeth. J Periodontol 1978;49:119–134.

23. Sorensen JA, Engelman MJ. Ferrule design and fracture resistance of endodontically treated teeth. J Prosthet Dent 1990;63:529–536.

24. Frankenberger R, Behr M. Aufbaufüllungen für einen vitalen Zahn (Wissenschaftliche Stellungnahme der DGZMK), 2005 (http://www.dgzmk.de/uploads/tx_szdgzmkdocuments/Aufbaufuellungen_fuer_einen_vitalen_Zahn.pdf)

25. Stankiewicz NR, Wilson PR. The ferrule effect: a literature review. Int Endod J 2002;35:575–581.

26. Torbjörner A, Karlsson S, Odman PA. Survival rate and failure characteristics for two post designs. J Prosthet Dent 1995;73:439–444.

27. Tan PLB, Aquilino SA, Gratton DG, Stanford CM, Tan SC, Johnson WT, Dawson D. In vitro fracture resistance of endodontically treated central incisors with varying ferrule heights and configurations. J Prosthet Dent 2005;93:331–336.

28. Pereira JR, de Ornelas F, Conti PCR, do Valle AL. Effect of a crown ferrule on the fracture resistance of endodontically treated teeth restored with prefabricated posts. J Prosthet Dent 2006;95:50–54.

29. Zhi-Yue L, Yu-Xing Z. Effects of post-core design and ferrule on fracture resistance of endodontically treated maxillary central incisors. J Prosthet Dent 2003;89:368–373.

30. Goto Y, Nicholls JI, Phillips KM, Junge T. Fatigue resistance of endodontically treated teeth restored with three dowel-and-core systems. J Prosthet Dent 2005;93:45–50.

31. Ichim I, Kuzmanovic D V, Love RM. A finite element analysis of ferrule design on restoration resistance and distribution of stress within a root. Int Endod J 2006;39:443–452.

32. Pierrisnard L, Bohin F, Renault P, Barquins M. Corono-radicular reconstruction of pulpless teeth: a mechanical study using finite element analysis. J Prosthet Dent 2002;88:442–448.

33. Libman WJ, Nicholls JI. Load fatigue of teeth restored with cast posts and cores and complete crowns. Int J Prosthodont 8:155–161.

34. Junge T, Nicholls JI, Phillips KM, Libman WJ. Load fatigue of compromised teeth: a comparison of 3 luting cements. Int J Prosthodont 11:558–564.

35. Wiskott HW, Nicholls JI, Belser UC. The effect of tooth preparation height and diameter on the resistance of complete crowns to fatigue loading. Int J Prosthodont 10:207–215.

36. Wiskott HW, Nicholls JI, Belser UC. The relationship between abutment taper and resistance of cemented crowns to dynamic loading. Int J Prosthodont 9:117–139.

37. Stankiewicz N, Wilson P. The ferrule effect. Dent Update 2008;35:222–224, 227–228.

38. Hsu Y Bin, Nicholls JI, Phillips KM, Libman WJ. Effect of core bonding on fatigue failure of compromised teeth. Int J Prosthodont 15:175–178.

39. Kielbassa AM, Philipp F. Restoring proximal cavities of molars using the proximal box elevation technique: Systematic review and report of a case. Quintessence Int 2015;46:
751–764.

40. Gegauff AG. Effect of crown lengthening and ferrule placement on static load failure of cemented cast post-cores and crowns. J Prosthet Dent 2000;84:169–179.

41. Meng Q-F, Chen Y-M, Guang H-B, Yip KHK, Smales RJ. Effect of a ferrule and increased clinical crown length on the in vitro fracture resistance of premolars restored using two dowel-and-core systems. Oper Dent 2007;32:595–601.

42. al-Hazaimeh N, Gutteridge DL. An in vitro study into the effect of the ferrule preparation on the fracture resistance of crowned teeth incorporating prefabricated post and composite core restorations. Int Endod J 2001;34:40–46.

Titelbild und alle Abb: © Quintessenz Verlags Gmbh