Therapie einer Unterkieferfraktur mit patientenspezischem Implantat

Durch den Rettungsdienst wurde dem Universitätsklinikum Freiburg ein 75-jähriger Patient zugewiesen. Er war aus etwa einem Meter Höhe von einer Leiter gestürzt. In der Notfalldiagnostik mittels Computertomografie (CT; Polytraumaspirale) wurden eine komplexe doppelte Unterkieferkorpusfraktur bei atrophem Unterkiefer (Pencil bone fracture) sowie eine Beckenringfraktur vom Typ Tile B diagnostiziert.

Während die Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie ein konservatives Versorgungsregime mit 20 kg Teilbelastung über sechs Wochen zur Behandlung der Beckenringfraktur empfahl, planten wir in der MKG-Chirurgie die operative Frakturversorgung des stark atrophierten und disloziert frakturierten Unterkiefers. Der während der Notfalldiagnostik erstellte CT-Datensatz wurde auf eine Voxelsize von 0,6 Millimetern zurückgerechnet und in einem dafür entworfenen und zertifizierten Forum eines externen Unternehmens zur weiteren Bearbeitung hochgeladen.

Bei zahnlosem Ober- und Unterkiefer erfolgte die virtuelle Repositionierung des frakturierten Unterkiefers (Abbildung 2a). Mittels CAD/CAM-Verfahren wurde eine stabile Rekonstruktionsplatte aus Titan (patientenspezifisches Implantat; PSI) geplant und hergestellt. Dabei sollte die Position des PSIs im Bereich des Unterkieferkorpus weit kaudal an der Basis sein, so dass später bei der Anpassung einer neuen Unterkieferprothese keine Interferenzen auftreten (Abbildung 2b).

Gleichzeitig konnte durch eine optimierte Bohrlochposition der Nervus alveolaris inferior geschont werden, eine Neurolyse brauchte nicht geplant zu werden. Außerdem wurden an die Zielreposition angepasste Bohrschablonen (drilling guides) hergestellt, die ein Vorbohren der späteren Schraubenlöcher in der exakten Zielposition ermöglichen (Abbildung 2c). In Kombination mit dem PSI sollte so eine Auto-Reposition des Unterkiefers durch die vorgegebenen Bohrlöcher erfolgen.

Operativ verwendeten wir einen beidseitigen extraoralen Zugang. Intraoperativ ließen sich die drilling guides exakt einbringen und wurden durch Schrauben fixiert. Nach Bohrung der vorgegebenen Bohrlöcher und Anbringen des PSIs konnte die Fraktur anatomisch reponiert und stabilisiert werden. Der postoperative Verlauf gestaltete sich komplikationslos, so dass der Patient am vierten postoperativen Tag nach Hause entlassen werden konnte. Vier Wochen nach der Operation zeigte sich in der klinischen Kontrolle ein reizfreier Situs mit guter Wundheilung.

Der Unterkiefer ist der am häufigsten frakturierte Knochen des Gesichtsschädels [Alfonso et al., 2025]. Bei polytraumatisierten Patienten zeigt sich der Unterkiefer trotz seiner exponierten Lage jedoch weniger betroffen als das Mittelgesicht (15,4 versus 84,6 Prozent) [Rothweiler et al., 2018]. Zuletzt wurde besonders beim Fahren von E-Scootern ein erhöhtes Risiko für Traumata generell und bezogen auf die Gesichtsschädel für das Risiko einer Unterkieferfraktur beobachtet [Graef et al., 2021; Wüster et al., 2021].

Durch einen frühzeitigen Zahnverlust im jungen Erwachsenenalter – zum Beispiel durch Trauma oder kariöse Zerstörung – kann es im Laufe des Lebens aufgrund der fehlenden Belastung durch das Kauen zu einer ausgeprägten Atrophie des Unterkiefers kommen. Dieser sogenannte Pencil Bone oder auch Bleistiftknochen neigt insbesondere bei gleichzeitig bestehender Osteopenie/Osteoporose zu einer Frakturierung bei schon geringen Traumaeinwirkungen. Dabei treten meist ein- oder beidseitige Unterkieferkorpusfrakturen auf. Bei beidseitigen Frakturen kann das mediane Bruchstück aufgrund des Zuges der Zungengrundmuskulatur nach kaudodorsal abgedrängt werden [Madsen et al., 2009].

Die Behandlung von Frakturen des atrophen Unterkiefers stellt die Behandler oft vor große Herausforderungen. Aufgrund der fehlenden dentalen Abstützung und Okklusion ist es zumeist schwierig, eine anatomische Reposition zu erreichen. Auch ist die anschließende osteosynthetische Fixation aufgrund des geringen Knochenangebots und des sich häufig in unmittelbarer Nähe befindlichen Nervus alveolaris inferior erschwert.

Deshalb wurden spezielle Platten und Operationstechniken für atrophe Unterkiefer entwickelt, die die suffiziente osteosynthetische Versorgung vereinfachen sollen [Clayman und Rossi, 2012; Cornelius et al., 2014; Florentino et al., 2020]. Diese und andere gängige Osteosynthesematerialien weisen aber oft den Nachteil auf, dass sie – sofern klassisch am Knochen vestibulär angebracht – im Korpusbereich sehr auftragend sind.

Beispielsweise bei Schleimhaut-getragenen Totalprothesen führt dies häufig zu Druckstellen und konsekutiv zu einem Durchtreten der Platten durch die Schleimhaut mit der Folge von Entzündungen. Je nach Ausmaß sind dabei unter Umständen Re-Operationen die Folge, die gerade bei multimorbiden Patienten umgangen werden sollten. Mit speziell hergestellten, patientenindividuell gefertigten und angepassten Osteosyntheseplatten (patientenspezifisches Implantat; PSI) – wie in diesem Patientenbeispiel – kann dies erfolgreich verhindert werden.

Das CAD/CAM-Verfahren hat sich im vergangenen Jahrzehnt zum Standardtherapieregime bei komplexen Rekonstruktionen in der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie entwickelt. So werden komplexe mehrwandige Orbitafrakturen heute bevorzugt mit PSIs rekonstruiert [Hajibandeh und Lee, 2022]. In der Orthognathie erfolgt bereits präoperativ die detailgetreue Berechnung der Zielpositionen von Ober- und Unterkiefer, die mittels speziell dafür hergestellten PSIs die Kiefer in der entsprechenden Zielposition fixieren [Li und Leung, 2023]. Ebenfalls etabliert und nicht mehr wegzudenken ist heutzutage die CAD/CAM-basierte Rekonstruktion in der Onkologie nach einer (Teil-)Resektion des Unter- oder auch des Oberkiefers. Mit diesem Verfahren lassen sich durch eine virtuelle Zahnaufstellung bereits präoperativ die richtige Kiefer- und später auch Zahnimplantation bestimmen, was neben einer Verkürzung der Operationsdauer zu einer verbesserten Patientenversorgung beiträgt [Rothweiler et al., 2022; Steybe et al., 2022].

Das CAD/CAM-Verfahren wurde erstmals in den 1960er-Jahren für die Anwendung in der Automobil- und der Luftfahrtindustrie entwickelt. Erst ein Jahrzehnt später wurde der erste Einsatz im zahnmedizinischen Bereich beschrieben. Durch den Franzosen François Duret wurde mittels einer numerisch gesteuerten Fräsmaschine erstmalig eine für einen präparierten Zahnstumpf individuell hergestellte Krone produziert [Davidowitz und Kotick, 2011].

Voraussetzung zur Herstellung von PSIs oder auch von Rekonstruktionen ist adäquates Bildmaterial. Empfohlen wird von den verschiedenen Herstellern eine Voxelgröße ≤ 1 mm, wobei DVT-Aufnahmen aufgrund der schlechter dargestellten Strukturen (im Vergleich zum CT) meist keine Verwendung finden können. Anhand der segmentierten Daten werden dann die Rekonstruktionen durchgeführt und präoperativ virtuell mit den Operateuren besprochen. Abschließend werden die PSIs und gegebenenfalls auch die Bohrschablonen (drilling guides) produziert. Deren Lieferung erfolgt abschließend just in time zur Operation.

Zu den Nachteilen des CAD/CAM-Verfahrens zählen sicherlich die höheren Kosten und die Fertigungsdauer im Vergleich zu einer konventionellen operativen Therapie – allerdings stehen dem die Vorteile gegenüber, die im hier präsentierten Fall geschildert wurden. So kann durch die virtuelle Planung nicht nur ein gutes Repositionsergebnis erreicht, sondern beispielsweise auch durch Angulation der Schrauben das Risiko einer Schädigung des N. alveolaris inferior minimiert werden [Caruso et al., 2024]. Zudem kommt es durch die mögliche basale Positionierung des PSIs – wie in diesem Fall – in der Regel zu keinen Einschränkungen beim Tragen einer rein Schleimhaut-getragenen Unterkiefer-Totalprothese.