Warum kein Titanimplantat?

Die Verträglichkeit der heute verwendeten Titanimplantate scheint hinreichend erwiesen. Als Beispiel für die trügerische Sicherheit, die das Röntgenbild vermittelt, finden Sie hier einen Titan-Patientenfall aus unserer Praxiklinik:
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Titan im Kieferknochen

Das Röntgenbild dieser Patientin zeigt im Bereich des Titanimplantates regio 15 keine verdächtigen Reaktionen und kann unter rein röntgenologischen und mechanischen Zahnersatz-Aspekten als geglückte Maßnahme bezeichnet werden. Da die Patientin seit dem Einsetzen dieses Titan-Implantates quälende Kopfschmerzen hat, liegt der Verdacht nahe, dass dieses Titanimplantat eine systemische Belastung darstellt.

Die Abbildung 1.1 zeigt nach Entfernung des Titanimplantates einen schwärzlich-metallischen Niederschlag in der Alveole, entlang der knöchernen Schraubwindungen des entfernten Titan-Implantats.

 

 

Vergl.titanimpl.mit Knochen 

Abb 1.1: Vergleich Titanimplantat regio 15 röntgenologisch unauffällig mit Knochenalveole nach Entfernung des Titanimplantates mit metallischem Niederschlag

 

 

Untersucht man den diesen Niederschlag tragenden Kieferknochen spektralanalytisch im Labor auf seinen Schwermetallgehalt (Abbildung 1.2), so zeigt sich ein um den Faktor 50 erhöhter Wert auf Titan, bei einem angenommenen Grenzwert von <1000 µg/Kg Körpergewicht. Das umgebene Knochengewebe des Titanimplantats enthält demnach den 50-fachen Grenzwert an Titan. Diese Patientin verliert nach der Entfernung des Implantats die jahrelangen quälenden Kopfschmerzen.

 

metallgehalt regio 15

Abb 1.2: Titangehalt des Kieferknochens regio 15

 

 

Die Ursache einer solchen „Titan-Sensibilisierung“ ist neben der Partikelbildung des Implantats die überschießende proinflammatorische Reaktivität der unspezifischen Immunzellen, die bei einigen Patienten nach Kontakt mit eben diesen Titanpartikeln auftritt. Diese beruht nicht auf der Anwesenheit Titan-spezifischer Lymphozyten (daher zeigt der LTT fast immer negative Ergebnisse) sondern auf einer erhöhten Entzündungsbereitschaft unspezifischer Immunzellen (Gewebemakrophagen, Monozyten) nach Kontakt mit Titanpartikeln. Es ist bekannt, dass derartige Partikel (Durchmesser 1-10 pm) in die Umgebung von Implantaten als Abrieb abgegeben werden und eine Entzündung verursachen können.

Sterner et al untersuchten die Auswirkungen von klinisch relevanten Aluminium Keramik-, Zirkonium Keramik- und Titanpartikel unterschiedlicher Größe und Konzentration auf die TNF-Ausschüttung in einem humanen Makrophagensystem. Ihre Ergebnisse bestätigen unsere Erfahrungen und Vorbehalte: Die Verwendung von Ti-Partikel löste in beiden verwendeten Größen (02 µm und 2 µm) mit jeweils 8-facher und 17-facher TNF-alpha -Sekretion gegenüber der Leerprobe den stärksten Anstieg aus. Es waren jedoch deutlich höhere Mengen an Ti-Partikel der Größe 02 µm notwendig, um o.g. Werte zu erreichen. Al203-Partikel zeigten ebenfalls eine signifikante Erhöhung der TNF-alpha-Ausschüttung, lagen jedoch mit einer lediglich 4-fachen Steigerung gegenüber der Leerprobe deutlich unter den Ti-Werten. In der maximalen TNF-alpha-Sekretion fand sich kein Unterschied beider Partikelgrößen (0,0 µm und 2,5 µm), jedoch war eine nahezu l000-fach höhere Konzentration an Al203- Partikel der Größe 0,6 µm notwendig. Beim direkten Vergleich von Al203- und Ti-Partikeln gleicher Größe und Konzentration stimulierte Ti signifikant höhere TNF-alpha-Ausschüttungen. Zr02 konnte keine signifikante TNF-alpha-Sekretion hervorrufen.

Auch andere Autoren finden durchaus Titan-Partikel im Umgebungsgewebe der Titanimplantate und können diese mit immunologisch relevanten Erscheinungen in Verbindung bringen: Voggenreiteret al (270) publizieren in ihrer Arbeit „Gewebereaktion auf Titanpartikel-Histologische Untersu­chungen an Plattenbettgewebe (LC-DCP)“ folgende Ergebnisse: „Die immunologische Gewebereaktion auf Osteosynthese-platten aus Reintitan, eingesetzt zur Versorgung von Frakturen langer Röhrenknochen, wurde histologisch untersucht. Dazu wurde periimplantäres Gewebe im Rahmen der Metallentfer­nung bei 10 konsekutiven Patienten entnommen und mittels Immunhistochemie auf immunkompetente Zellen untersucht. 7 Patienten wiesen eine makroskopische, alle Patienten eine mikroskopisch nachweisbare Metallose auf. Die gefundenen Titanpartikel befanden sich zum größten Teil in CD68-positiven Makrophagen, die zum Teil MHC-Klasse-II-Moleküle exprimierten. Darüber hinaus fanden sich in Partikelnähe CD45RO-positive T-Lymphozyten, die teilweise Cluster bil­deten und in wenigen Fällen auch CD8 + zytotoxische T-Lym­phozyten. B-Lymphozyten ließen sich nicht nachweisen. Die Anwesenheit von Titanpartikeln wurde mit Hilfe einer REM-EDX-Analyse bestätigt."

Die Ergebnisse der Forscher  sprechen nicht sonderlich für eine „grundsätzliche und von Natur aus gegebene Verträglichkeit von Titan als Implantatmaterial“: Die Exposition von Makrophagen gegenüber Titanlegierungsteilchen in vitro über einen Zeitraum von 48 Stunden resultierte in einer 40-fachen Zunahme in der Freisetzung von TNF- alpha und einer 7-fachen Zunahme in der Freisetzung von Interleukin-6. Diese Untersuchung wurde vom Verfasser übersetzt und in der Zeitschrift für Umweltmedizin  veröffentlicht .

 

Welche Krankheitsrelevanz haben erhöhte Spiegel von TNF-alpha oder Interleukin 6?

Tumornekrose Faktor alpha (TNF-alpha) ist ein proinflammatorisches Zytokin. Es steht am Anfang nahezu jeder Immunantwort . TNF-alpha spielt eine Schlüsselrolle in Hinsicht auf die Pathogenese von vielen chronisch-entzündlichen Erkrankungen. TNF-alpha  hat in hohen Konzentrationen, wenn es durch den Kontakt mit Endotoxinen oder anderen Xenobiotika stimuliert wurde, folgende Eigenschaften:

  • TNF-alpha induziert die Produktion von Akutphasenproteinen in der Leber.
  • TNF-alpha zeigt zentralnervöse Effekte und induziert im Gehirn Fatigue, Anorexie und Fieber.
  • TNF-alpha stimuliert die Produktion von Stickoxyden.
  • In der modernen Rheumatherapie wird ein erhöhter TNF-alpha Spiegel als ursächlich für die Rheumaentstehung diskutiert.

 

Interleukin 6 wird von Makrophagen, Fibroplasten, Knochenmarkzellen, Gefäßendothel und einigen T-Zellen gebildet. Interleukin 6 (Il-6) wird auch von Antigenen, Mitogenen und Endotoxinen stimulierten B-Zellen gebildet.

  • Interleukin 6 stimuliert die Leber zur Ausbildung von Akutphasen-Proteinen, wie z.B. Fibrinogen, Serum-Amyloid Protein A und Alpha-2 Makroglobulin.
  • Interleukin 6 scheint eine wichtige Rolle im Knochenmetabolismus zu spielen über die Induktion der Osteoklastenaktivität und Osteoklastenbildung.
  • Erhöhte Ausschüttung von Interleukin 6  sind bei Typ 1 Diabetes gefunden worden, sowie bei entzündlichen Schilddrüsenerkrankungen, systemischer Sklerose, rheumatoider Arthritis und verschiedenen Pilzerkrankungen.
  • Interleukin 6 hat eine wichtige Funktion bei allen neoplastischen Prozessen.
  • Interleukin 6 kann Mehrung von Krebszellen beeinflussen, über Wechselwirkungen mit Zelladhäsion und Beweglichkeit, Thrombopoese, Tumorspezifische Antigen-Ausbildung, Mehrung von Krebszellen.
  • Abhängig vom Zelltyp kann Interleukin 6 entweder die Krebszellen-Ausbildung hemmen oder stimulieren: Tumore, die von Interleukin 6 stimuliert werden sind das Melanom, das Nierenzellkarzinom, das Prostatakarzinom, das Kaposisarkom, Ovarialkarzinome, Lymphome und Leukämie und multiple Myelome.
  • Interleukin 6 ist in verschiedene andere Krankheitsprozesse ebenfalls verwickelt: Alterungsprozesse: Obwohl dies ein normaler physiologischer Prozess ist, werden Alterungsprozesse von einer Vielzahl von Beschwerden begleitet, wie z.B.: Alzheimer-Erkrankung, Arteriosklerose, Schilddrüsenerkrankungen.
  • Interleukin 6 ist ein wichtiger Mediator bei Infektions- und Autoimmunkrankheiten: wie z.B. HIV-Infektion, rheumatoide Arthritis, paraneoplastische Symptome; entzündliche Gelenkerkrankungen, die mit einer Zunahme des Interleukin 6 - Spiegels in der Synovialflüssigkeit verbunden sind.
  • Weil die Interleukin 6 - Spiegel eine direkte Verbindung mit den Alterungsprozessen vieler Lebewesen spielt, kann es auch bei der menschlichen Alterung eine wichtige Rolle spielen. DHEA z.B. von dem man augenblicklich glaubt, dass es in der Lage ist, verschiedene Alterungsprozesse positiv zu beeinflussen, kann beispielsweise die altersbedingte Zunahme von Interleukin 6 im Serum vermindern.

 

 

Nach dieser Arbeit ist eine rein mechanistisch orientierte Beurteilung für Titanimplantate wissenschaftlich nicht hinreichend. Bildgebende Untersuchungsmethoden wie Röntgen zeigen nicht die über Mediatoren (Zytokine, Interleukine) ablaufenden biochemischen Steuerungsprozesse, die Titanimplantate hervorrufen können. Folglich muss die Bewertung und Indikationsstellung von titangetragenen Implantaten auch unter systemisch-vernetzten Gesichtspunkten gesehen werden, unter denen das Interesse an der Pathologie der Zelle vom Interesse an der Steuerung der Zelle abgelöst werden sollte. Wird dies vergessen, können fatale systemisch-immunologische Folgen für den Implantatträger auftreten, verdeckt vom Erfolgsgefühl eines „festsitzenden Gebisses“.

 

Der Titan-Stimulationstest zeigt die immunologische Verträglichkeit von Titan:

Titan Stim Ergebnis

Abbildung 1.3: Ergebnis eines Titan-Stimulationstests

 

 

Beim Titanstimulationstest werden Blutzellen des Patienten mit Titanoxidpartikeln stimuliert. Nach 4 Stunden Reaktionszeit werden die proentzündlichen Schlüsselzytokine IL1-b und TNF-a im Überstand gemessen. Es ist belegt, dass eine erhöhte Freisetzung dieser Zytokine vor allem auf Polymorphismen in den Genen der Entzündungszytokine beruht. Die im vorliegenden Fall deutlich erhöhten Werte von IL1 und TNF-a sprechen für eine immunologische Stimulation durch Titanpartikel in diesem Fall und das Titan-assoziierte Immungeschehen könnte auch die Verbindung zur gesteigerten Demenz sein. Gibt es in diesem Fall ebenfalls Titanpartikel im Kieferknochen zu finden? Die Abbildungen 1.4 und 1.5 zeigen - wie in Fall 1 - einen schwärzlich-metallischen Niederschlag direkt in der Umgebung des Implantats. Wäre - gestützt auf das unauffällige Röntgenbild - die Aussage, dass „das Titan-Implantat einwandfrei im Kiefer verwachsen ist  und nichts mit Demenz zu tun hat“ als Fehldiagnose zu werten gewesen? Denn Titan zeigt in diesem Fall drei systemische Belastungsmomente:

Es provoziert eine chronisch-entzündliche Umgebungsreaktion, die inflammatorische Mediatoren mobilisiert. Es provoziert über eine Stimulation durch das Material selbst systemische Entgleisungsreaktionen (siehe Ergebnis des Titan-Stimulationstests). Es lösen sich Partikel in die Knochenumgebung ab (siehe Abbildung 1.4 und 1.5).

 

 

Kieferknochen mit Titanpartikel 

Abbildung 1.4: Kieferknochen mit Titanpartikel aus der Implantatumgebung

 

 

Titanpartikel unter Mikroskop 

Abbildung 1.5: Mikroskopische Vergrößerung der Titanpartikel aus obiger Abbildung

 

 

FAZIT :

Röntgenologisch nicht zu entdeckende Titan-Partikel lösen sich und können - unter bestimmten individuellen Voraussetzungen - immunologische Reaktionen im Körper auslösen  und systemisch wirkende Botenstoffe freisetzen. Titan ist nicht so stabil, wie vielfach behauptet und daher auch nicht "von Natur aus verträglich", wie häufig erklärt.

 


Weitere Informationen zur grundsätzlichen Problematik der Titanimplantate finden Sie in den folgenden Artikeln von Dr. Lechner:

"Systemische Antwort auf  Titan und Verträglichkeit der Titanimplantate"

"Titanimplantate: Eine kritische immunologische Betrachtung"

"Titan aktiviert Entzündungsmediatoren"

 


Hinweis für den Praktiker:  Blutuntersuchungen zu immunologischen Sensibilisierungen durch dentale Schwermetalle und Titan führen durch:

Institut für Medizinische Diagnostik Nicolaistr. 22, 12247 Berlin www.IMD-Berlin.de

und Immumed GmbH Karlstrasse 46, 80333 München www.immumed.de