Lexikon
Xenograft: artfremdes Knochenersatzmaterial
Ein Xenograft ist ein Knochenersatz, der aus dem Gewebe artfremder, xenogener Lebewesen gewonnen wird. Griechisch xenos für „fremd“ und genes für „stammend“. Im menschlichen Körper kann es nur eingebracht werden, wenn es vorab von allen immunologisch relevanten Bestandteilen befreit wird. Zurück bleibt ein mineralisches Gerüst, das dem menschlichen Knochenstruktur ähnelt und als Leitschiene für einwachsende körpereigene Zellen dienen kann (Osteokonduktion).
Xenogene Materialien bilden einen eigenen Zweig innerhalb der Knochenersatzmaterialien und werden als kieferchirurgische Massnahme vor allem in der dentalen Implantologie eingesetzt, wenn fehlender Kieferknochen aufgebaut werden soll.
Auf einen Blick
- Xenogenes Knochenersatzmaterial stammt aus dem Gewebe einer anderen Spezies – typischerweise vom Rind (z.B. Bio-Oss®), Schwein, Pferd oder aus marinen Quellen wie Algen und Korallen.
- Durch die Aufbereitung werden organische und potenziell abwehrauslösende Bestandteile entfernt, während das mineralische Gerüst erhalten bleibt.
- Xenogen ist nicht dasselbe wie alloplastisch: Alloplastische Materialien werden vollständig synthetisch im Labor hergestellt, xenogene stammen aus einem biologischen Ursprung.
- Viele Xenografts werden nur sehr langsam abgebaut und sorgen dadurch für eine lange Volumenstabilität.
- Die vier Herkunftszweige werden in eigenen Beiträgen ausführlich behandelt; hier steht die gemeinsame Systematik im Vordergrund.
Einordnung in die Knochenersatzmaterialien
Knochenersatzmaterialien werden nach ihrer Herkunft in vier Klassen eingeteilt. Körpereigener Knochen (autolog, etwa aus einer anderen Kieferregion) gilt als Goldstandard, weil er neben dem Gerüst auch lebende knochenbildende Zellen mitbringt. Aufbereiteter menschlicher Spenderknochen wird als allogen bezeichnet. Material tierischen oder marinen Ursprungs bildet die Gruppe der xenogenen Ersatzmaterialien – um die es hier geht. Die vierte Gruppe sind die alloplastischen, also vollständig synthetisch hergestellten Materialien.
Wichtig ist die Abgrenzung zwischen xenogen und alloplastisch, weil beide oft ähnlich aussehen und ähnlich verarbeitet werden. Ein xenogenes Material geht auf einen biologischen Ursprung zurück und behält nach der Aufbereitung die natürlich gewachsene, poröse Mikrostruktur des Ausgangsknochens. Ein alloplastisches Material wie Beta-Trikalziumphosphat oder synthetisches Hydroxylapatit wird dagegen chemisch aus Ausgangsstoffen aufgebaut und enthält kein biologisches Ursprungsgewebe. Beide Wege führen zu einem osteokonduktiven Gerüst, unterscheiden sich aber in Herkunft, Struktur und regulatorischer Einordnung.
Ursprünge im Überblick
Innerhalb des xenogenen Zweigs lassen sich vier Herkunftsgruppen unterscheiden. Sie teilen das gemeinsame Grundprinzip – ein aufbereitetes, körperfremdes Mineralgerüst – unterscheiden sich aber im Ausgangsgewebe, in der typischen Aufbereitung und im Abbauverhalten. Die folgenden Abschnitte geben einen kurzen Überblick; die fachliche Tiefe zu jeder Gruppe steht im jeweils zugehörigen Beitrag.
Der mit Abstand am längsten verwendete und am besten untersuchte Ursprung ist der bovine, also vom Rind gewonnene Knochen. Aus ihm wird durch Deproteinierung ein rein mineralisches Gerüst hergestellt, das dem menschlichen Knochenmineral chemisch nahesteht und typischerweise nur sehr langsam abgebaut wird. Bekannte Produktbeispiele sind Bio-Oss und cerabone. Alle Einzelheiten zu Gewinnung, Struktur und Anwendung finden sich im Beitrag zum bovinen Knochenersatzmaterial.
Porcines Material stammt vom Schwein, dessen Knochen dem menschlichen in Aufbau und Zusammensetzung ähnelt; je nach Produkt wird es stärker mineralisch oder unter Erhalt von Kollagenanteilen aufbereitet; ein bekanntes Produktbeispiel ist die OsteoBiol-Reihe. Details behandelt der Beitrag zum porcinen Knochenersatzmaterial.
Equines Material wird aus Pferdeknochen gewonnen und häufig durch ein enzymatisches Verfahren bei niedriger Temperatur aufbereitet, das die kollagene Grundstruktur weitgehend erhält. Solche kollagenhaltigen Präparate liegen unter anderem als form- und knetbare Blöcke vor. Der Beitrag zum equinen Knochenersatzmaterial beschreibt diesen Ansatz genauer.
Phykogenes Material schließlich hat einen marinen Ursprung: Es wird aus kalkbildenden Rotalgen oder aus Korallen gewonnen, deren natürliches poröses Kalkgerüst in ein knochenähnliches Mineral umgewandelt wird. Ein historisches Produktbeispiel ist Algipore. Der Beitrag zum phykogenen Knochenersatzmaterial ordnet diese Sonderform ein.
| Ursprung | Herkunft | Typische Aufbereitung | Resorption | Beispielprodukte |
|---|---|---|---|---|
| Bovin | Rind | Deproteinierung (Hitze/Sinterung oder chemisch) | Sehr langsam | Bio-Oss, cerabone |
| Porcin | Schwein | Mineralisch oder kollagenerhaltend | Langsam bis mittel | OsteoBiol |
| Equin | Pferd | Enzymatisch, niedrige Temperatur (kollagenerhaltend) | Teils schneller | OsteoBiol (equin) |
| Phykogen | Alge/Koralle (marin) | Umwandlung des Kalkgerüsts | Langsam | Algipore |
Aufbereitung
Ein körperfremdes Gewebe darf nicht unbehandelt in den Kiefer eingebracht werden, weil seine organischen Bestandteile – vor allem Proteine – eine Abwehrreaktion auslösen könnten. Ziel jeder Aufbereitung ist deshalb, diese immunogenen Anteile zu entfernen und zugleich das mineralische Grundgerüst so weit wie möglich zu erhalten. Dabei haben sich zwei grundsätzliche Wege etabliert.
Der erste Weg ist die Deproteinierung: Das Ausgangsgewebe wird durch starke Hitze (Sinterung) oder auf chemischem Weg von seinen Proteinen befreit. Zurück bleibt ein rein anorganisches Mineralgerüst, das die natürliche poröse Struktur des Ausgangsknochens beibehält. Diese Materialien enthalten kein Kollagen mehr und sind besonders gut verträglich, weil praktisch keine organischen Bestandteile verbleiben.
Der zweite Weg ist die enzymatische Deantigenisierung bei niedriger Temperatur. Statt das Gewebe zu erhitzen, werden die abwehrauslösenden Bestandteile mit Enzymen abgebaut, während die kollagene Grundstruktur weitgehend geschont wird. So entstehen kollagenhaltige Präparate, die neben dem Mineralanteil auch ein natürliches Gerüstprotein enthalten und dadurch andere Handhabungs- und Abbaueigenschaften aufweisen als rein deproteinierte Materialien. Welcher Weg gewählt wird, hängt vom Ausgangsgewebe und vom angestrebten Materialverhalten ab.
Verwandtschaft zum Knochenmineral
Der anorganische Anteil von menschlichem Knochen besteht im Wesentlichen aus einem karbonathaltigen Kalziumphosphat, das dem Hydroxylapatit entspricht. Genau hier liegt die materialwissenschaftliche Brücke der xenogenen Materialien: Deproteiniertes bovines Knochenmineral ist im Kern ebenfalls ein karbonathaltiges Hydroxylapatit und steht dem menschlichen Knochenmineral damit chemisch und strukturell sehr nahe. Diese Verwandtschaft erklärt, warum sich körpereigene Zellen gut an das Gerüst anlagern können.
Der Unterschied zu einem synthetischen Hydroxylapatit oder zu Beta-Trikalziumphosphat liegt weniger in der chemischen Grundformel als im Ursprung und in der Mikrostruktur: Das xenogene Mineral behält die gewachsene Porenarchitektur des Ausgangsknochens, während synthetische Keramiken ihre Struktur erst im Herstellungsprozess erhalten und in ihren Eigenschaften gezielt eingestellt werden. Dieser Zusammenhang macht verständlich, warum xenogene und synthetische Materialien trotz ähnlicher Grundchemie unterschiedlich eingesetzt werden.
Resorptionsverhalten
Ein zentrales Unterscheidungsmerkmal der Knochenersatzmaterialien ist, wie schnell der Körper sie abbaut und durch eigenen Knochen ersetzt. Viele xenogene Materialien – insbesondere hochkristalline, deproteinierte Präparate – werden nur sehr langsam oder kaum abgebaut und bleiben über lange Zeiträume als mineralisches Leitgerüst im Gewebe erhalten. Dadurch stützen sie das aufgebaute Volumen dauerhaft und wirken einer späteren Schrumpfung des aufgebauten Bereichs entgegen.
Genau diese langsame Resorption ist der wesentliche Gegensatz zu einem gut abbaubaren Material wie Beta-Trikalziumphosphat, das planmäßig durch Eigenknochen ersetzt werden soll. Kollagenhaltige, enzymatisch aufbereitete Xenografts liegen tendenziell zwischen diesen Polen und können etwas schneller umgebaut werden als rein mineralische Präparate. Welches Abbauverhalten erwünscht ist, hängt vom Behandlungsziel ab: Steht die langfristige Konturstabilität im Vordergrund, ist ein langsam resorbierbares Material von Vorteil.
Sicherheit und Regulatorik
Weil xenogene Materialien aus tierischem Gewebe stammen, wurde ihre biologische Sicherheit intensiv untersucht – historisch vor allem mit Blick auf die Übertragung von Krankheitserregern und im Zusammenhang mit der BSE-Problematik beim Rind. Die Aufbereitung mit starker Hitze oder chemischen Verfahren zielt gerade darauf ab, organische Bestandteile weitgehend zu entfernen und das Material biologisch unbedenklich zu machen. Zusammen mit standardisierter Sterilisation soll so ein sicheres Endprodukt entstehen.
Xenogene Knochenersatzmaterialien sind Medizinprodukte und unterliegen entsprechenden Zulassungs- und Zertifizierungsanforderungen, bevor sie in der Praxis verwendet werden dürfen. Hersteller müssen Herkunft, Aufbereitung und Sterilisation dokumentieren und die Verträglichkeit belegen. Für Patientinnen und Patienten bedeutet das, dass zugelassene Präparate ein kontrolliertes Herstellungs- und Prüfverfahren durchlaufen haben.
Anwendungsgebiete
In der Zahn- und Implantatmedizin kommen xenogene Materialien überall dort zum Einsatz, wo Kieferknochen ergänzt oder erhalten werden soll. Häufige Einsatzgebiete sind die Anhebung des Kieferhöhlenbodens im seitlichen Oberkiefer (Sinuslift), die Auffüllung eines leeren Zahnfachs nach einer Zahnentfernung zum Erhalt des Knochenkamms (Socket beziehungsweise Ridge Preservation) sowie die Behandlung von Knocheneinbrüchen rund um Implantate. Häufig geschieht dies im Rahmen einer Augmentation oder einer gesteuerten Knochenregeneration (GBR) und in Verbindung mit einer Kollagenmembran, die das Gerüst vor einwachsendem Weichgewebe schützt.
Ziel des Knochenaufbaus ist in vielen Fällen, ein stabiles Knochenlager für ein späteres Implantat zu schaffen, damit dieses fest in den Alveolarknochen einheilen kann (Osseointegration). Welche Indikation welches Material verlangt, wie der Eingriff abläuft und welche Rolle das sogenannte Bone Engineering spielt, ist ausführlich im übergeordneten Ratgeber zum Knochenersatzmaterial beschrieben; dieser Beitrag beschränkt sich bewusst auf die Einordnung der xenogenen Kategorie.
Kosten und Kassenleistung
Ein xenogenes Knochenersatzmaterial ist ein Material und keine eigenständige zahnärztliche Leistung – es besitzt daher keine eigene GOZ-Gebührenziffer. Kosten entstehen über die Behandlung, in deren Rahmen das Material verwendet wird, sowie über die Materialkosten des jeweiligen Präparats, die als Auslagen gesondert berechnet werden. Diese Kosten sind bei Erwachsenen in der Regel eine Privatleistung und werden von der gesetzlichen Krankenversicherung üblicherweise nicht übernommen.
Eine detaillierte Aufschlüsselung der Kostenlogik für den Knochenaufbau findet sich in den Beiträgen zum Knochenersatzmaterial sowie zur Augmentation, in denen auch der Ablauf des Eingriffs ausführlich beschrieben ist.
IMPLANTAT-SPEZIALISTEN IN IHRER NÄHE
Literatur
Quellen und weiterführende Literatur
- Li X, Lin S, Duan S, et al. The impact of deproteinized bovine bone particle size on histological outcomes in sinus floor elevation: a systematic review and meta-analysis. International Journal of Implant Dentistry. 2023. doi:10.1186/s40729-023-00502-1
- Nurcahyanti H, Amalia M. Comparison of Xenograft and Alloplast Bone Grafts for Infrabony Bone Defect: Literature Review. Journal of Food and Pharmaceutical Sciences. 2023. doi:10.22146/jfps.6962
- Traini T, Piattelli A, Caputi S, Degidi M, et al. Regeneration of Human Bone Using Different Bone Substitute Biomaterials. Clinical Implant Dentistry and Related Research. 2013. doi:10.1111/cid.12089
- Schwarz F, Sahin D, Civale-Schweighöfer S, et al. Long-term outcomes following lateral alveolar ridge augmentation using a collagenated xenogeneic bone block. International Journal of Implant Dentistry. 2021. doi:10.1186/s40729-021-00293-3
- Sakaguchi R, Xavier SP, Morinaga K, Botticelli D, et al. Histological Comparison of Collagenated Cancellous Equine Bone Blocks Used as Inlay or Onlay for Lateral Bone Augmentation in Rabbits. Materials. 2023. doi:10.3390/ma16206742
- Ratnayake J, Ramesh N, Gould ML, et al. Silicate-substituted bovine-derived hydroxyapatite as a bone substitute in regenerative dentistry. Journal of Applied Biomaterials & Functional Materials. 2025. doi:10.1177/22808000251314302
- Rahadian A, Hutami IR. Marine Biota-Derived Hydroxyapatite as a Bone Graft Material: A Scoping Review of Hydroxyapatite from Shell-Based Sources. Jurnal Medali. 2025. doi:10.30659/medali.7.2.91-102
- Daculsi G. Biphasic calcium phosphate concept applied to artificial bone, implant coating and injectable bone substitute. Biomaterials. 1998. doi:10.1016/S0142-9612(98)00061-1
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