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Porcines Knochenersatzmaterial

Als porcines Knochenersatzmaterial wird ein aus Schweineknochen gewonnenes xenogenes Knochenersatzmaterial bezeichnet, das in der zahnärztlichen und kieferchirurgischen Praxis zum Aufbau und zum Erhalt von Kieferknochen dient. Es gehört zur Gruppe der Xenografte – also der Ersatzmaterialien tierischen Ursprungs – und steht damit neben dem weiter verbreiteten bovinen, vom Rind stammenden Knochenersatzmaterial. Die grundsätzliche Einordnung der xenogenen Materialien, ihre Herkunftsarten und der übergeordnete Vergleich sind im Hub-Eintrag zum Xenograft dargestellt; dieser Beitrag vertieft gezielt den porcinen, also den Schweine-Ursprung.

Kennzeichnend für einen großen Teil der porcinen Präparate ist eine schonende Aufbereitung bei niedriger Temperatur. Diese Materialien werden enzymatisch von artfremden Bestandteilen befreit und behalten dabei die natürliche Kollagenmatrix des Knochens – man spricht dann von „kollageniertem“ porcinem Knochenmineral. Daneben gibt es vollständig deproteinierte, rein anorganische porcine Varianten, die ähnlich dem anorganischen bovinen Knochenmineral nur noch aus dem mineralischen Anteil bestehen. Aus diesem Unterschied in der Aufbereitung leiten sich die wesentlichen Eigenschaften hinsichtlich Umbau und Resorption ab.

Herkunft und Verträglichkeit

Das Schwein ist in der Medizin ein seit langem etabliertes Spendergewebe, weil es dem Menschen in Körperbau und Gewebeaufbau nahesteht. Auch der mineralische und kollagene Aufbau des Schweineknochens ähnelt dem menschlichen Knochen, was porcine Materialien als Gerüst für einwachsende körpereigene Zellen geeignet macht. Zugleich trägt unbehandeltes Schweinegewebe artfremde Oberflächenmerkmale – insbesondere das sogenannte Alpha-Gal-Epitop –, gegen die das menschliche Immunsystem Abwehrreaktionen richten kann.

Aus diesem Grund ist die industrielle Aufbereitung entscheidend: Sie entfernt die zellulären und antigenen Bestandteile so weit, dass ein bioverträgliches Gerüst zurückbleibt. Untersuchungen an porcinen Knochengerüsten zeigen, dass sich nach dieser Reinigung eine gute Zellverträglichkeit erreichen lässt und die antigen wirksamen Anteile deutlich reduziert werden. Damit unterscheidet sich das fertige Medizinprodukt grundlegend vom rohen Ausgangsgewebe.

Ein praktischer Beweggrund für den Einsatz xenogener Materialien liegt darin, dass sie in großer Menge industriell verfügbar sind und – anders als körpereigener Knochen – keinen zweiten Eingriff an einer Entnahmestelle erfordern. Damit entfallen die zusätzliche Wunde und die begrenzte Menge, die die Gewinnung von Eigenknochen mit sich bringt. Porcines Material tritt hier als eine von mehreren tierischen Herkunftsarten neben das bovine Material und stellt insbesondere über die kollagenerhaltende Aufbereitung eine eigene Variante mit betont körpernahem Umbauverhalten dar.

Aufbereitung und Darreichungsformen

Bei der Herstellung porciner Knochenersatzmaterialien werden zwei grundsätzliche Wege beschritten. Der erste Weg ist eine kollagenerhaltende Aufbereitung: Der Knochen wird bei niedriger Temperatur enzymatisch von Zellen und artfremden Eiweißen befreit, während die natürliche Kollagenmatrix und die Verbindung zwischen Mineral und Kollagen weitgehend erhalten bleiben. Dieser Prozess der enzymatischen Deantigenierung wurde entwickelt, um ein Material zu schaffen, das körpernah umgebaut wird. Der zweite Weg ist eine anorganische Aufbereitung mit starker Deproteinierung, bei der die organischen Anteile nahezu vollständig entfernt werden und nur das Knochenmineral verbleibt.

Porcine Materialien sind in mehreren Darreichungsformen erhältlich, die sich nach der klinischen Aufgabe richten. Gängig sind Granulate aus kortikalem, spongiösem oder gemischt kortiko-spongiösem Knochen, ferner formbare Zubereitungen als Gel oder Putty sowie vorgefertigte Blöcke für größere Aufbauten. In wissenschaftlichen Untersuchungen wurden verschiedene physikalische Formen desselben porcinen Ausgangsmaterials hinsichtlich der Knochenneubildung verglichen; sowohl partikuläre als auch als Block vorliegende Zubereitungen kamen dabei zum Einsatz. Die Wahl der Form richtet sich nach der Aufgabe: Granulate füllen umschriebene Defekte und Extraktionsalveolen, formbare Gele und Putty-Zubereitungen lassen sich an unregelmäßige Knochenkonturen anpassen, und vorgefertigte Blöcke stützen größere Aufbauten mechanisch ab. Bekannte Handelsnamen porciner Materialien sind etwa OsteoBiol-Produkte wie mp3, Gen-Os und der Sp-Block sowie THE Graft; diese dienen hier nur als Beispiele und stellen keine Empfehlung dar.

Struktur, Umbau und Resorption

Der mineralische Anteil porciner Materialien besteht im Wesentlichen aus einer knochenähnlichen Kalziumphosphat-Verbindung, die dem Hydroxylapatit des natürlichen Knochens entspricht. Diese porös aufgebaute Struktur wirkt osteokonduktiv: Sie bildet ein Leitgerüst, entlang dessen von den Rändern des Knochendefekts einwachsende Zellen und Gefäße vordringen. Auf dem Gerüst lagern sich die einwandernden Zellen an, bilden neuen Knochen und binden das Material schrittweise in den Alveolarknochen ein – ein Vorgang, der die spätere Osseointegration eines Implantats vorbereitet. Bei kollagenierten Varianten wird dem erhaltenen Kollagen zudem eine unterstützende Rolle für die Anlagerung und Organisation der Zellen zugeschrieben.

Beim Umbauverhalten zeigt sich der entscheidende Unterschied zwischen den beiden Aufbereitungswegen. Kollagenerhaltende, kollagenierte porcine Materialien werden nach der Literatur körpernah und tendenziell rascher umgebaut, weil die erhaltene organische Matrix den zellulären Umbau begünstigt. Vergleichende Untersuchungen von kollagenierten und nicht kollagenierten Zubereitungen bestätigen, dass sich das Umbauverhalten je nach Kollagenanteil unterscheidet. Rein anorganische porcine Varianten verhalten sich hingegen ähnlich dem langsam resorbierbaren anorganischen bovinen Knochenmineral: Sie werden nur sehr langsam abgebaut und sorgen dadurch für eine lang anhaltende Volumenstabilität. Welches Verhalten erwünscht ist, hängt von der jeweiligen Aufgabe ab – von einem raschen Ersatz durch Eigenknochen bis zur dauerhaften Formstabilität eines Aufbaus.

Anwendungsgebiete

Porcine Knochenersatzmaterialien werden in denselben Situationen eingesetzt wie andere xenogene Materialien. Häufig dienen sie dem Erhalt des Kieferkamms nach einer Zahnentfernung (Kammerhalt beziehungsweise Socket Preservation), um das spätere Knochenangebot für ein Implantat zu sichern. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Sinusbodenelevation im seitlichen Oberkiefer, bei der der Kieferhöhlenboden angehoben und der entstehende Raum mit Ersatzmaterial gefüllt wird. Auch in der gesteuerten Knochenregeneration und bei der horizontalen Augmentation schmaler Kieferabschnitte kommen porcine Granulate und Blöcke zum Einsatz.

In der gesteuerten Knochenregeneration wird das eingebrachte Ersatzmaterial häufig mit einer resorbierbaren Barrieremembran wie einer Kollagenmembran abgedeckt, damit das schneller wachsende Weichgewebe nicht in den Aufbaubereich einwächst und dem Knochen Zeit zur Neubildung bleibt. Welches Material in welcher Situation und mit welchem operativen Vorgehen am besten geeignet ist, hängt vom Einzelfall ab und wird hier bewusst nicht vertieft. Eine ausführliche Darstellung der Indikationen und Operationsverfahren bietet der Ratgeber Knochenersatzmaterial sowie der Lexikon-Eintrag zur Augmentation.

Wissenschaftliche Datenlage

Porcine Knochenersatzmaterialien sind in zahlreichen klinischen und tierexperimentellen Untersuchungen geprüft worden. Eine narrative Übersichtsarbeit fasst die Erfahrungen mit kollagenierten porcinen Materialien über rund zwei Jahrzehnte zusammen und beschreibt sie als wirksame Option für verschiedene knochenaufbauende Eingriffe. Für die horizontale Kammverbreiterung liegen systematische Übersichtsarbeiten mit Metaanalyse zu Ersatzmaterialien vor, in denen porcine Blöcke und Granulate mit berücksichtigt sind. Einzelne kontrollierte Studien am Menschen wie am Tiermodell untersuchen Kammerhalt, Sinusbodenelevation und Blockaugmentation. In der Zusammenschau bestätigt die Datenlage die grundsätzliche Eignung porciner Materialien; belastbare zahlenmäßige Erfolgsangaben hängen jedoch stark von Indikation, Materialform und Nachbeobachtungszeit ab und werden hier daher nicht als feste Werte angegeben.

Betrachtet man die einzelnen Aufgaben, decken die vorliegenden Untersuchungen die wichtigsten zahnärztlichen Aufbausituationen ab. Für den Kammerhalt nach Zahnentfernung wurde ein kollageniertes kortiko-spongiöses porcines Material im hinteren Oberkiefer untersucht. Für die Sinusbodenelevation wurden partikuläre und als Block vorliegende deproteinierte porcine Materialien bei gleichzeitiger Implantatsetzung radiologisch und histomorphometrisch bewertet. Für den größeren horizontalen Aufbau wurde ein kollagenierter xenogener Block im direkten Vergleich mit körpereigenem Knochen in einer Split-Mouth-Untersuchung geprüft, und für die gesteuerte Knochenregeneration liegt eine histologische Auswertung eines porcinen Materials vor. Diese Studien unterscheiden sich in Umfang, Kontrollgruppe und Nachbeobachtungszeit, weshalb ihre Ergebnisse jeweils im Zusammenhang mit dem eingesetzten Präparat und der Fragestellung zu lesen sind.

Vergleich der Materialgruppen

Zum unmittelbaren Kontrast dient der Geschwister-Eintrag zum bovinen Knochenersatzmaterial; synthetische Werkstoffe sind in den Einträgen zu Beta-Trikalziumphosphat und Hydroxylapatit beschrieben. Neben porcinen und bovinen Materialien werden auch equines (vom Pferd) und phykogenes (aus Algen gewonnenes) Knochenersatzmaterial verwendet; sie sind eigenen Beiträgen vorbehalten. Von den xenogenen Materialien abzugrenzen sind ferner das körpereigene Autograft und das menschliche Spendermaterial (Allograft).

Sicherheit und Aufbereitungsqualität

Die Sicherheit porciner Materialien beruht auf der konsequenten Entfernung zellulärer, eiweißhaltiger und antigener Bestandteile. Die enzymatische Deantigenierung beziehungsweise die vollständige Deproteinierung reduzieren die artfremden Merkmale, die eine Immunreaktion auslösen könnten. Untersuchungen an porcinem Knochengerüst belegen, dass sich das Alpha-Gal-Epitop und andere antigene Anteile durch die Aufbereitung deutlich vermindern lassen und das gereinigte Gerüst zellverträglich ist. Die Herstellung erfolgt unter kontrollierten Bedingungen; die fertigen Produkte werden als zertifizierte Medizinprodukte in den Verkehr gebracht. Zur ärztlichen Aufklärung gehört auch, dass Patientinnen und Patienten über den tierischen Ursprung des Materials informiert werden.

Kosten und Kassenleistung

Für das porcine Knochenersatzmaterial selbst gibt es keine eigene Position in der Gebührenordnung für Zahnärzte. Das Material wird als Auslage berechnet, während der operative Aufbau über die entsprechenden chirurgischen Positionen abgerechnet wird. Knochenaufbauten mit Ersatzmaterial sind im Zusammenhang mit Implantaten in der Regel eine Privatleistung. Eine detaillierte Aufstellung der Kostenbestandteile und der Rahmenbedingungen findet sich im Ratgeber Knochenersatzmaterial; verbindliche Angaben ergeben sich stets aus dem individuellen Heil- und Kostenplan.

Literatur

Quellen und weiterführende Literatur

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• Meza-Mauricio J, Furquim C, dos Reis L, et al. (2022): How efficacious is the combination of substitute bone graft with autogenous bone graft in comparison with substitute bone graft alone in the horizontal bone gain? A systematic review and meta-analysis. Journal of Clinical and Experimental Dentistry. doi:10.4317/jced.59087

Aktualisiert am: 3. September 2026

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