Titanunverträglichkeit und Titanallergie

Beschreibung

Die hervorragende Körperverträglichkeit von Titan hat den Erfolg der Implantologie erst möglich gemacht. Eine negative Reaktion des Körpers auf dieses Metall wurde lange generell, bzw. wird auch heute noch von vielen Medizinern negiert. Trotzdem kommt es nicht nur in der zahnärztlichen Praxis sondern auch in der Orthopädie in seltenen Fällen vor, dass Patienten nach dem Einbringen von Implantaten über unklare Beschwerden berichten. Hin und wieder findet keine Osseointegration statt, ohne dass dies durch die klassischen bakteriologischen und mechanischen Denkmuster gut erklärbar wäre. Wenn ein solcher Patient die Frage stellen sollte, ob er das Implantat nicht verträgt, wird man das als Mediziner eher verneinen, denn: eine Abstossungsreaktion als Folge einer Allergie ist ja bei Titanimplantaten nach vorherrschender Meinung nicht belegt. Eine nach Implantateinbringung in einigen Fällen zu beobachtende Symptomatik soll in den meisten Fällen tatsächlich auch keine Allergie sein (v. Baehr). Der Begriff der Allergie ist nämlich klar definiert und umfasst längst nicht jede Form der individuellen Unverträglichkeitsreaktion, die auftreten kann. Es ist hier also eine Abgrenzung der Pathophysiologie einer Allergie gegenüber einer Unverträglichkeit von fundamentaler Bedeutung.

Wissenschaftliche Meinung

Titanallergie: Typ 4 (Spättyp)

Metalle lösen eine Allergie nach Typ 4 aus. Eine zelluläre Immunreaktion, welche über die Aktivierung von T-Lymphozyten abläuft. Die Kaskade läuft bei Metallen über die Aktivierung von TH1-Zellen und von Makrophagen, welche über Mediatorenausschüttung zur Entzündungsreaktion führen. Die T-Zellen behalten eine einmal durchgeführte Abwehraktion im Gedächtnis. Kommen sie mit dem gleichen Allergen noch einmal in Kontakt, so können sie heftige allergische Reaktionen auslösen. Die Symptome treten aber nicht sofort, sondern erst 12 bis 72 Stunden nach dem Allergenkontakt auf. Deswegen spricht man bei der zellulären Immunreaktion auch vom \\\\\\\"Spättyp\\\\\\\". Die Ursache für das extrem niedrige Allergiepotential von Titan ist, dass ionisches Titan im mittleren pH-Bereich unmittelbar nach Freisetzung oxidiert wird. Oxidiertes Titan ist im Gegensatz zu anderen Metallionen nicht in der Lage, über die Veränderungen von Proteinstrukturen zum Allergen zu werden (Passivierung). Bis heute sind die verantwortlichen Mechanismen einer Titan-Sensibilisierung nur teilweise bekannt. Wir wissen heute auf Grund besserer Analysemöglichkeiten, dass die früher im Lymphozytentransformationstest (LTT) „nachgewiesen“ Typ 4-Allergien, sich immunologisch eindeutig von denen klassischer Kontaktallergene wie Nickel, Palladium und Gold unterscheiden. Diesem Problem falsch positiver Tests wird wohl inzwischen durch geänderte Testverfahren Rechnung getragen. Ein Epikutantest mit Titan(oxid) ist im Übrigen in keinem Fall sinnvoll, da die Titanpartikel die Haut nicht durchdringen können. Die echte Titanallergie sollte nach diesem Kenntnisstand ein extrem seltenes Phänomen sein und bleiben.

Unverträglichkeit

Klinisch relevanter scheint eine individuelle Unverträglichkeit zu sein, die über einen völlig anderen immunologischen Mechanismus abläuft: die übersteigerte Reaktion und erhöhte Entzündungsbereitschaft unspezifischer Fresszellen des Immunsystems (Gewebsmakrophagen, Monozyten) auf Kontakt mit partikulärem Titanabrieb (Titanpartikeln). Es ist bekannt, dass derartige Partikel (Durchmesser 1-10 µm) in die Umgebung von Implantaten abgegeben werden (man bedenke hierzu den Titanabrieb durch mechanische Belastung beim Einbringen) und nach Aufnahme durch Gewebsmakrophagen bei entsprechender hyperinflammatorischer Veranlagung eine Entzündung verursachen können. Es geht hierbei also nicht um eine Allergiereaktion Typ 4 von Titan-spezifischen T-Lymphozyten sondern auf einer erhöhten Entzündungsbereitschaft unspezifischer Immunzellen (Gewebsmakrophagen, Monozyten) nach Kontakt mit partikulärem Titanabrieb (Titanpartikeln). Ein vorschriftsmäßig durchgeführter LTT- oder ein Epikutantest (nicht sinnvoll s.o.) würde hier natürlich negative Ergebnisse liefern. Einiges deutet drauf hin, dass die Überempfindlichkeit genetisch bedingt ist. Untersuchungen haben gezeigt, dass dieser Test eine enge Korrelation zur genetisch bedingten Entzündungsneigung zeigt (IL1/TNFa-Gentest). Als Diagnoseverfahren greift hier der Titan-Stimulationstest (s.u.), der überprüft ob Monozyten/Makrophagen auf Kontakt mit Titanpartikeln mit einer erhöhten Entzündungsantwort reagieren. Auch haben Titanpartikel ein toxisches Potential. Die Aufnahme von über 300 Titanpartikel in Mesenchymale Stammzellen führt zum Absterben. Bei niedrigeren Partikelzahlen gibt es zumindest einenEffekt auf die Osteolysaktivität rund um die Implantate (Haleem-Smith).

Symptomatik der Unverträglichkeit

Wenn auch die klassische Allergie bekannterweise mit Haut-/Schleimhauterscheinungen einhergeht, Jucken und andere bekannte Reizsymptomatik verursachen mag, haben immunologische Reaktionen oftmals keine klar definierbare Symptomatik. Der Verdacht auf eine Unverträglichkeitsreaktion ergibt sich eher aus Beschwerden und Symptomen, die sich nicht durch andere entzündungsbedingte medizinische Reaktionsmuster herleiten lassen. So wäre ein Druckgefühl in der ersten Zeit nach einer Implantateinbringung durchaus normal, nach Monaten aber nicht mehr so leicht durch den Eingriff zu erklären. Die Symptomatik einer Titanunverträglichkeit bei Zahnimplantaten ist bisher auch noch nicht vollständig dokumentiert worden. Man kann aber durch die Erfahrung mit ähnlichen Erkrankungen davon ausgehen, dass hier die gesamte Palette unspezifischer Reaktionen im gesamten Körper in Frage kommt. Hierunter fallen Schmerzen -lokal oder diffus, erhöhter Speichelfluss, neurologische Phänomene, Haut-/Schleimhauterscheinungen und Gelenkbeschwerden, wobei keine dieser Zeichen pathognomonisch (beweisend) für eine solche Reaktion sind. Auch eine Unverträglichkeitsreaktion auf Titan ist ein seltenes Phänomen. Unklare Beschwerden können, müssen aber nicht mit einer Unverträglichkeit im Zusammenhang stehen.

Häufigkeit und Risiken

Bei Patienten mit positiver Allergieanamnese, Krankheiten des rheumatischen Formenkreises und bestehenden chronisch entzündlichen Erkrankungen o.ä. ist eine erhöhte Reaktionsbereichtschaft wahrscheinlicher als bei immunologisch unauffälligen Patienten. Eine genetisch bedingten Entzündungsneigung kann über einen IL1/TNFa-Gentest überprüft werden. So haben Patienten mit starker Entzündungsneigung (3 oder 4) in diesem Gentest in etwa 80% auch einen positiven Titanstimulationstest und dürften per se als Risikopatienten einzustufen sein. Bei geringer Entzündungsneigung (0 oder 1) wurde dagegen nur in etwa 5% auch ein positiver Titanstimulationstest gefunden. Der enge Korrelation zeigt, dass diese beiden Schlüsselzytokine (IL1/TNFa) kausal an der Titan-induzierten Entzündungsreaktion beteiligt sein dürften. Die fehlende 100%ige Übereinstimmung weist auf bisher noch nicht entlarvte Faktoren bei diesem Pathomechanismus hin. Bei bekannter immunologischer Vorbelastung dürfte das Risiko einer Unverträglichkeit gegenüber immunologisch unauffälligen Patienten erhöht sein, wahrscheinlich dann aber immer noch nicht häufig.

Indikation zur Diagnostik

Vor einem Eingriff: Eine Testung auf eine Titan-Allergie (LTT) dürfte aufgrund der geringen Prävalenz dieses Phänomens im Vorfeld einer Behandlung nur selten indiziert sein. Da es sich um eine reine Privatleistung handelt und sich keine negativen Effekte durch diese Untersuchung ergeben, spricht bei immunologisch auffälligen Patienten oder aus reiner (wenn auch psychologischer) Vorsorge allerdings auch nichts gegen einen solchen Test. Titan-Legierungen verdienen allerdings besondere Aufmerksamkeit. Einige Implantaten sind nicht aus Reintitan (Titan Grad 4) gefertigt, um physikalische Eigenschaften wie die Bruchstabiltät zu verbessern. Das ist z.B. bei Mini-Implantaten geläufig. Sie können als Titanlegierung auch Anteile von Nickel, Aluminium oder Vanadium enthalten, Wenn Nativmaterial (Titan-Werkstoffprobe) bei der Testung verwendet wird, sollten alle Bestandteile bekannt sein, und wenn eine LTT-Testung positive Ergebnisse liefert, würde dies wahrscheinlich auf den Gehalt dieser anderer Metalle zurückzuführen sein. Im LTT müssen diese Metalle deshalb immer mitgetestet werden. Bei positiven Ergebnissen hier ist auf jeden Fall auf den Verzicht von Implantaten mit Legierungsanteilen anzuraten. Für die Notwendigkeit einer präimplantologischen Labordiagnostik zum Ausschluss einer Titanunverträglichkeit gibt es keine verbindlichen Empfehlungen. Bei bekannter hyperinflammatorischer Veranlagung (High-Responder) könnte diese jedoch im Sinne von Patient und Behandler sein, da im Vorfeld geeignete Massnahmen für das bestmögliche Ergebnis ergriffen werden könnten (s.u.). Nach dem Eingriff: Anders sieht die Situation bei Beschwerden nach Implantateinbringung aus, wenn diese über klassische medizinische/chirurgische Erklärungsmuster nicht sicher herzuleiten sind. Auch könnte ein unklarer Primärverlust von Implantaten mit einer Titanunverträglichkeit im Zusammenhang stehen. Eine immunologische Diagnostik könnte hier Klarheit bringen, ob und mit welchen Mitteln eine gezielte antiinflammatorische Therapie einzuleiten ist, oder sogar die Entfernung des Implantats angezeigt ist (bei ausgeprägten Entzündungszeichen oder nachgewiesener Allergie über den LTT, s.u.).

Das diagnostische Vorgehen

Der Titan-Stimulationstest für die Diagnostik einer Titanunverträglichkeit Bei diesem Vollblutstimulationstest wird überprüft, ob die Monozyten/Makrophagen des Patienten nach Kontakt mit Titanpartikeln mit einer gesteigerten Entzündungsantwort reagieren. Diese ist erkennbar an einer erhöhten Freisetzung der beiden proentzündlichen Schlüsselzytokine TNFalpha und/oder IL1beta. Bei Patienten mit positiven Befunden ist eine verzögerte oder gestörte Einheilung von Titanimplantaten dadurch zu erklären, dass auch die Makrophagen im Implantationsgebiet auf frei werdende Titanpartikel überschiessend reagieren und primär eine lokale, später auch eine systemische Entzündung induzieren. Bei der Messung wird ein Basalwert, ohne das zu testendes Agenz, erfasst und dann nach Stimulation. Die Normwerte (vor oder nach Stiimulation: IL-1-beta: unter 15 pg/nl TnF-alpha: unter 50 pg/nl Bei akuten oder chronischen Entzündungen im Körper (immunerkrankungen, Infekte) kann bereits der Basalwert stark erhöht sein. In solchen Fällen ist der diagnostische Wert der Untersuchung gering oder sogar gleich null. Bei bestehenden akuten oder chronischen Entzündungen (erhöhter Basalwert) sind TnF-alpha und Il1-beta Werte mitunter unverwertbar . Benötigtes Probenmaterial: 10 ml Heparinblut. Die Heparinmonovetten aus dem LTT-Abnahmeset können verwendet werden. Gerne senden wir Ihnen auch einzelne Abnahmeröhrchen zu. Ein Probeneingang im Labor innerhalb von 24h muss gewährleistet sein. Das Blut sollte bei Raumtemperatur gelagert und transportiert werden. LTT für einen Allergienachweis auf Titan (Nickel, Vanadium, Aluminium) Das Prinzip des Tests beruht darauf, dass Lymphozyten, die durch ein bestimmtes Antigen sensibilisiert wurden (memory-Zellen), zur Transformation angeregt werden, wenn sie erneut mit diesem Antigen in Kontakt kommen. Patientenlymphozyten werden aus heparinisiertem Vollblut Zentrifugation isoliert und in ein serumhaltiges Medium überführt Zum Nachweis einer spezifischen Sensibilisierung wird den Lymphozytenkulturansätzen die zu testende Substanz oder ihre chemisch reinen Metaboliten in verschiedenen Verdünnungen zugesetzt. Der Test wird in einem Parallelansatz mit Lymphozyten einer gesunden Kontrollperson durchgeführt, die mit der entsprechenden Substanz noch nie in Kontakt kam. Dann werden die Zellen für 6 Tage bei 37°C inkubiert und 18 Stunden vor Kulturende mit radioaktivem 3H-Thymidin markiert, das proportional zur Proliferation der Lymphozyten in deren DNA eingebaut wird. Aus der gemessenen Einbaurate des Thymidins (counts per minute = cpm) lässt sich der Stimulationsindex (SI) errechnen: SI = eingebaute Radioaktivität in Kulturen mit Antigen/eingebaute Radioaktivität in Kulturen ohne Antigen. Pathologische Werte: SI-Werte größer als 3 dürfen als sicher positiv interpretiert werden, Werte zwischen 2 und 3 zeigen mit großer Wahrscheinlichkeit einen positiven LTT an. Benötigtes Probenmaterial: 20 ml Heparin- und 5 ml Vollblut (LTT-Abnahmeset verwenden!). Ein Probeneingang im Labor innerhalb von 24h muss gewährleistet sein. Das Blut sollte bei Raumtemperatur gelagert und transportiert werden.

Konsequenz eines positivem Titanstimulationstest im Vorfeld einer Implantatbehandlung

Ein positives Ergebnis im Titanstimulationstest dürfte das Vorliegen einer Prädisposition für eine aseptische Implantitis (Risiko eines primären oder sekundären Implantatverlusts) anzeigen. Das Ergebnis korreliert dabei mit dem Grad der Entzündungsneigung. Es ist aber nicht gleichzusetzen mit einer Allergie, bei der die Allergenexposition grundsätzlich zu meiden ist. Einige Autoren gehen davon aus, dass bei einem positiven Titanstimulationstest die Gefahr eines Implantatverlustes ungefähr der Gefahr entspricht, einen Implantatverlust durch starkes Rauchen zu erleiden. Ein positiver Titanstimulationstest stellt also für sich allein keine absolute Kontraindikation für ein Titanimplantat dar. Bei Patienten mit identifziertem Unverträglichkeitsrisiko sollten dennoch therapeutische Alternativen zu Titanimplantaten erwogen werden: Zirkondioxid-Implantate, herkömmlicher zahn- oder schleimhautgetragener Zahnersatz. Sollten nach Risikoabwägung dennoch Titanimplantate eingesetzt werden, können folgende Massnahmen angewendet werden, die grundsätzlich auf die Minimierung von entzündungpromovierenden Faktoren abzielen:
  • Kontakte mit Metallen in Reaktionsbereichen (z.B. Parodontalsonden aus Metall) verzichten
  • präimplantologische Entzündungsminimierung:
  • Prophylaxe, konsequente Parodontitis-Therapie, Endodontische Sanierung, Raucherentwöhnung, optimale Einstellung anderer prädisponierender Erkrankungen (z.B. Diabetes mellitus) und Vermeidung immunstimulierender Reize (Impfungen etc.) bis ca. 3 Wochen nach Implantation
  • antibiotische Abschirmung
  • Implantate nur in Knochenbereiche mit sicher ausgeheilten Entzündungen einbringen
  • „schonende“ Implantatbettaufbereitung: Verwendung niedriger Drehzahlen, schneidstarker Bohrer und geringem Druck beim Bohren
  • gegebenenfalls auf Zirkonoxidkeramikbohrer bei passenden Bohrergrößen ausweichen
  • untermassige Aufbereitung des Implantatbetts vermeiden um den Titanabrieb durch starke Reibungskontakte bei der Einbringung zu minimieren
  • Verwendung weniger abriebanfälliger Implantatoberflächen (geringere Rauhigkeit)
  • entzündungshemmende Begleitmedikation: Cyclooxygenas-2 (Cox-2) Hemmer; Kurzzeit-Immunsuppression durch Corticoide(??)

Therapeutische Möglichkeiten bei positivem Titanstimulationstest und bereits vorhandenen Implantaten

Da sich die Problematik weniger durch das Vorhandensein eines Implantats als vielmehr durch den Titanabrieb bei der Einbringung ergibt, erscheint die Entfernung des Implantats nicht per se zielführend. Vielmehr könnte sich durch die Entfernung sogar eine -zumindest kurzfristige- Mehrbelastung des Körpers/des Gewebes ergeben. Für Patienten mit Beschwerden nach Implantateinbringung und positivem Titanstimulationstest gibt es seit kurzem den Ansatz, mit Antirheumatika aus der Gruppe der Cyclooxygenase-2 (Cox-2)-Hemmer zumindest auf die entzündlich-osteoklastische Aktivität um ein Implantat positiv Einfluss zu nehmen (Geng). Weiter zu diskutieren sind zusätzlich immunmodulierende Massnahmen, die am besten interdisziplinär mit dem Hausarzt, einem Immunologen und gegebenenfalls Labormediziner in Angriff genommen werden könnten. Wenn die entzündlichen periimplantären Reaktionen allerdings unvermindert zu ausgeprägten Beschwerden führen, dürfte die Indikation zur Explantation doch zu überprüfen sein.

Konsequenz eines positiven LTT auf Titan

Hier verbietet sich die Einbringung von Titanimplantaten. Bei bereits inkorporierten Implantaten aus Titan scheint es -bei endsprechender klinischer Symptomatik- zur Entfernung keine Alternative zu geben. Titanstimulationstest (TST) Die Untersuchung gehört nicht zum Leistungsspektrum der gesetzlichen Krankenversicherungen (GKV). Die Kosten betragen in einigen Labors unter 50€. Privatkassen übernehmen bei gegebener Indikation die Kosten ohne Probleme. LTT-Titan (Titan, Nickel, Vanadium, Aluminium) Die Untersuchung gehört nicht zum Leistungsspektrum der Gesetzlichen Krankenkassen (GKV). Die Kosten betragen um die 100€. Wir danken Hr. Dr. V. v. Baehr, Institut für Medizinische Diagnostik MVZ GbR, Berlin (www. imd-berlin.de), für das Zurverfügungstellen der Basisinformationen für diesen Artikel.

Autoren

erstellt: M. Pflüger 30.11.1999 08:50:41
zuletzt geändert: Dr. Dr. B. Zahedi 25.03.2014 13:06:09

M. Pflüger-----13.11.2012 08:50:41-----Version

Dr. Dr. B. Zahedi-----18.12.2015 09:21:58-----Version

Dr. Dr. B. Zahedi-----25.03.2014 13:06:09-----Version

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