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Meilenstein in der Periimplantitis-Therapie: Reosseointegration dank GalvoSurge

Veröffentlicht am 14.03.2020

PD Dr. Dr. Markus Schlee (rechts) Forchheim, und Dr. Florian Rathe vom Forchheimer Kompetenzzentrum (Foto: Schlee)PD Dr. Dr. Markus Schlee (rechts) Forchheim, und Dr. Florian Rathe vom Forchheimer Kompetenzzentrum (Foto: Schlee)Forchheimer Implantologe entwickelt wirksames Verfahren zur Entfernung von bakteriellen Kontaminationen auf Titan-Implantaten

Bakterielle Biofilme sind eine Hauptursache für Periimplantitis und damit für den frühzeitigen Verlust von Zahnimplantaten. Je nach Krankheitsdefinition betrifft Periimplantitis 5 bis 22 Prozent der gesetzten Implantate[i][ii]. PD Dr. Dr. Markus Schlee, Forchheim, hat gemeinsam mit Dr. Florian Rathe, Forchheim, Dr. Urs Brodbeck, Zürich, und einer Forschergruppe das schonende GalvoSurge-Reinigungssystem entwickelt, das die weltweit erste wirksame Bekämpfung des Biofilms auf Implantaten ermöglicht, ohne die Oberfläche zu manipulieren. GalvoSurge schafft Implantatoberflächen, die wieder von Knochen und Weichgewebe besiedelt werden können. Dadurch hat das Implantat die Chance, lange gesund im Mund zu bleiben. 


[i] Derks J, Tomasi C. Peri-implant health and disease. A systematic review of current epidemiology. J Clin Periodontol 2015; 42 (Suppl. 16): S158–S171. doi: 10.1111/ jcpe.12334.

[ii] Albrektsson T, Buser D, Chen ST, Cochran D, DeBruyn H, Jemt T, Koka S, Nevins M, Sennerby L, Simion M, Taylor TD, Wennerberg A. Statements from the Estepona consensus meeting on peri-implantitis, February 2-4, 2012. Clin Implant Dent Relat Res. 2012 Dec;14(6):781-2

Um Periimplantitis erfolgreich zu behandeln, muss der Biofilm von Implantatoberflächen restlos entfernt werden. Für gute klinische Langzeitergebnisse müssen Implantate reosseointegriert werden. Doch mit keinem der bisher praktizierten ablativen Verfahren gelingt dies, da sie nur die Keimmenge am Implantat reduzieren. Die für Periimplantitis typischen kraterförmigen Defekte in Kombination mit Unterseiten von Gewindegängen und aufgerauten Oberflächen sind nicht zu reinigen. Deshalb lagert sich erneut Biofilm an, und der Knochen kann nicht mehr an die Implantatoberfläche andocken. Es kommt zur Bildung einer Tasche zwischen Knochen und Implantat, die mit infiziertem Granulationsgewebe gefüllt ist. Die Bakterien und ihre Stoffwechselprodukte verhindern die Reosseointegration und die Langzeitstabilität der befallenen Implantate. Damit stellen die bisherigen Methoden lediglich eine kurzfristige Lösung mit hoher Rezidivquote für Patienten dar und sind keine befriedigende Therapieoption.[i]

GalvoSurge: Ein langfristig sicheres Therapiekonzept bei Periimplantitis?

GalvoSurge ist ein elektrolytisches Verfahren und wirkt im Gegensatz zu den ablativen Methoden unter dem Biofilm direkt auf der Titanoberfläche – von innen nach außen. Damit wird der Biofilm von Makro- und Mikrostrukturen dentaler und orthopädischer Implantate in situ komplett entfernt und eine reosseointegrationsfähige Oberfläche erzielt. Hat sich der Knochen an der Implantatoberfläche erneut gebildet, können sich dort keine Bakterien mehr anlagern. Mit geeigneter Prophylaxe lässt sich eine erneute Bakterienbesiedelung des Sulcus verhindern.

Mit GalvoSurge wird das Implantat mit wenigen Volt negativ geladen. Eine gepufferte Natriumformeatlösung wird durch einen Kathodenring geleitet und besprüht dann das negativ geladene Implantat. Durch die anliegende Spannung wird das Wasser elektrolytisch in H+- und OH-Ionen gespalten. Das negativ geladene Implantat zieht die H+-Ionen an, diese penetrieren den Biofilm und nehmen sich direkt von der Implantatoberfläche ein Elektron. Es entsteht Wasserstoff, der sich zu Bläschen aggregiert. Diese Bläschen heben den Biofilm samt Stoffwechselprodukten und Kohlenwasserstoffen von der Implantatoberfläche ab. Bei In-Vitro-Untersuchungen an Probekörpern und explantierten Implantaten konnten keinerlei Bakterien, Kohlenwasserstoffe oder Biofilm nachgewiesen werden. 

Die Therapie mit GalvoSurge ermöglicht eine komplette Wiederanlagerung von Knochen am Implantat. Nach der Therapie mit GalvoSurge bleibt es die lebenslange Aufgabe von Patient und Behandler, das Implanat gesund zu erhalten. Dazu eliminiert man modulierende Kofaktoren wie Zementreste, inadäquates Weichgewebsmanagement, nicht pflegbare Prothetik, insuffiziente Mundhygiene und anderes Fehlverhalten wie Rauchen. Auch bezüglich des allgemeinmedizinischen Risikos bei Periimplantitis bietet GalvoSurge zusätzliche Sicherheit.

Das Verfahren basiert auf einer Erfindung von Dipl.-Ing. Holger Zipprich. Die rund siebenjährige Weiterentwicklung durch die Forschergruppe hat das Verfahren zur CE-Reife gebracht. Durch die Kooperation mit Nobel Biocare hält GalvoSurge Einzug in Kliniken und Praxen. Das Verfahren lässt sich unabhängig von Design, Legierung und Oberflächenbeschaffenheit bei Titan-Implantaten aller Hersteller anwenden.

Studien beweisen Wirksamkeit von GalvoSurge

Diverse Studien beweisen, dass die neue Therapieoption eine langfristig wirksame Therapie bei augmentierbaren Defekten darstellen kann. So hat eine In-Vitro Studie „Die Wirkung der elektrolytischen Reinigung in vitro auf mit Biofilm kontaminierte Implantatoberflächen“ untersucht.[ii] Ziel war, die Reinigungswirkung des elektrolytischen Ansatzes (EC) im Vergleich zu einem Pulversprühsystem (PSS) auf Titanoberflächen zu erforschen. 

Die getesteten Implantate wiesen verschiedene Oberflächen und Legierungen auf. Sie wurden in sechs Gruppen zusammengefasst und mit EC oder PSS behandelt. Nachdem sich ein reifer Biofilm gebildet hatte, wurden die Implantate behandelt, in eine Nährlösung getaucht und auf Columbia-Agar gestrichen. Die koloniebildenden Einheiten wurden nach dem Züchten und Testen (EC) gezählt, und die Kontrollgruppen (PSS) wurden unter Verwendung eines gepaarten Probe-t-Tests verglichen. Der Vergleich zwischen dem Pulverstrahl- und dem elektrolytischen Verfahren zeigte deutlich: Nur GalvoSurge konnte alle Bakterien entfernen, sodass keinerlei vitale Bakterien mehr nachweisbar waren. Es wurde belegt, dass mit oralen Biofilmen kontaminierte Implantatoberflächen nach elektrolytischer Reinigung keine im REM sichtbaren Bakterien aufwiesen. Des Weiteren ließen sich keine Bakterien mehr anfärben oder anzüchten. Beim Pulverstrahlverfahren konnten ebenfalls keine Bakterien oder CFU (colony forming units) gezählt werden, da die komplette Agarplatte mit Bakterien zugewuchert war. Erst nach einer Verdünnung von 1:106 konnten einzelne CFUs gezählt werden. Dieses Ergebnis wiegt um so schwerer, als man beim In-Vitro-Test optimale Reinigungswinkel und -abstände einhalten konnte, die klinisch aufgrund der Defektmorphologie nicht möglich sind.

Effiziente und langfristige Dekontamination von Implantatoberfläche

Eine klinische Studie befasste sich mit der „Behandlung von Periimplantitis – elektrolytische Reinigung versus mechanische und elektrolytische Reinigung“.[iii]

Dabei wurden die Ergebnisse einer sechsmonatigen Behandlung von Periimplantitis-Läsionen nach einer chirurgisch-regenerativen Therapie mit einer elektrolytischen Methode (EC) zur Entfernung von Biofilmen oder einer Kombination aus Pulverspray und elektrolytischer Methode (PEC) bewertet. 24 Patienten mit 24 Implantaten, die an Periimplantitis mit verschiedenen Graden an Knochenverlust litten, wurden nach dem Zufallsprinzip mit EC oder PEC behandelt. 

Das Ergebnis: Elektrolytische Reinigung kontaminierter Implantate ermöglichte eine vollständige Reosseointegration in 50 Prozent der Fälle. In allen anderen Fällen verbesserte sich das Knochenniveau. Eine zusätzliche mechanische Reinigung durch den Einsatz von Pulverstrahlgeräten verbesserte die Ergebnisse nicht weiter. Die Defektmorphologie beeinflusste das Ergebnis signifikant. Das Ausmaß an knöcherner Regeneration hing vom regenerativen Potential des Defekts ab – je mehr Knochenwände vorhanden waren, desto höher das regenerative Potenzial. 

In einer präklinischen randomisierten und kontrollierten Tierstudie[iv] wurde durch elektrolytische Reinigung (EC) im Vergleich zur klassischen Reinigung (CC) an einem mit H2O2 (3 %) getränkten Gazestreifen und anschließend einem mit Kochsalzlösung (0,9 %) getränkten Streifen überprüft, ob Osseointegration bei einem Hundemodell möglich ist. Acht Hunden wurden insgesamt 65 Implantate eingesetzt. Alle Implantate gingen vor der Behandlung mit einem massiven horizontalen Knochenverlust einher. 48 Implantate wurden während der Heilung freigelegt, während neun EC-Implantate (5 TiUnite- und 4 SLA-Implantate) und acht CC-Implantate (3 TiUnite- und 5 SLA-Implantate) bis T5 abgedeckt blieben. Eine vollständige Reosseointegration konnte erstmals histologisch nachgewiesen werden. 

Einfach und effektiv in der Praxis: Reinigung in nur zwei Minuten

Das Galvo-Surge-System lässt sich einfach in die zahnärztliche Praxis integrieren. Es besteht aus einer Kontrolleinheit, einem Schlauchsystem mit einem Implantatkonnektor, einer Reinigungsflüssigkeit aus einer gepufferten Natriumformiatlösung und einem aufsteckbaren Einwegschwämmchen. Die Reinigungsdauer beträgt pro Implantat nur zwei Minuten. Bei dem Verfahren wird eine hydrophile Oberfläche erzeugt, welche die Osseointegration des Implantats fördert. Im Gegensatz zu anderen Reinigungsmöglichkeiten verändert GalvoSurge die Implantatoberflächen nicht und ist atraumatisch. Das Verfahren lässt sich bei allen Implantatpatienten anwenden. 

Das gesäuberte Implantat bzw. das Implantatbett muss zwingend augmentiert werden. Der chirurgische Teil setzt Erfahrung im Umgang mit Augmentationstechniken und ­materialien sowie dem Legen von Membranen voraus. „GalvoSurge ist effektiv – deshalb ist die Beherrschung dieser chirurgischen Techniken der entscheidende Faktor, der zum Erfolg der Periimplantitistherapie mit GalvoSurge führen kann“, sagt PD Dr. Dr. Markus Schlee.

Kompetenzzentrum Forchheim: Hilfe für komplexe Fälle

Zahnärzte können komplexe Fälle in das Forchheimer Kompetenzzentrum von PD Dr. Dr. Markus Schlee und Dr. Florian Rathe überweisen. Schlee hat das Galvo-Surge-Verfahren mitentwickelt und erprobt und ist Experte in der Anwendung. Er hat weltweit die meisten Fälle mit der Methode behandelt. Gemeinsam mit Dr. Florian Rathe forscht er seit Jahren zur Verbesserung der Periimplantitistherapie und bietet in der Forchheimer Praxis ein großes Angebot implantologischer, chirurgischer und parodontologischer Leistungen an, so zum Beispiel die plastische Parodontaltherapie, die Anwendung mikrochirurgischer Methoden oder die Periimplantitistherapie mit GalvoSurge. Aktuell befasst sich die Arbeitsgruppe mit der Entwicklung leitfähiger Keramiken für Keramik-Implantate. Dann wird es auch möglich sein, Periimplantitis an Keramikimplantaten zu behandeln. 

Das Forchheimer Kompetenzzentrum bietet außerdem Zahnärzten und Praxispersonal Hospitationen in Implantologie und Prophylaxe an

PD Dr. Dr. Markus Schlee unterrichtet darüber hinaus Parodontologie und Implantologie in verschiedenen Masterstudiengängen (Steinbeis-Hochschule Berlin, Universität Frankfurt, Universität Greifswald, Dresden International University), nimmt Lehraufträge der APW, der DGI und DG Paro wahr. Zudem ist er Gründer, Erfinder und Mitglied des Verwaltungsrats des Schweizer Medizintechnikunternehmens GalvoSurge. 

Dr. Florian Rathe ist Dozent an der DANUBE privat University in Krems a.d. Donau, Österreich. Beide haben zahlreiche wissenschaftliche Beiträge in nationalen und internationalen Fachzeitschriften veröffentlicht.  

Weitere anspruchsvolle Einsatzfelder von GalvoSurge in Medizin und Industrie

Der Einsatz von GalvoSurge birgt großes Potenzial für die Zukunft, denn er eignet sich neben dem Einsatz an Zahnimplantaten auch für die effiziente Bekämpfung bakterieller Biofilme in vielen weiteren Gebieten aus Medizin und Industrie. 

So ist die Infektion von Platten, Hüftgelenken oder anderen orthopädischen Vorrichtungen oder Endoprothesen, die durch polymikrobielle Biofilme verursacht werden, eine große Herausforderung. Studien zufolge müssen in den USA mehr als eine Million Implantate in Schultern, Knien und Hüften aufgrund von Infektionen ausgetauscht werden – immense Kosten entstehen. Auch auf Blasenkathetern gebildete Biofilme verursachen häufig Infektionen. In diesen Fällen bietet GalvoSurge hohes Potenzial zur Dekontamination infizierter Oberflächen. Auch daran arbeitet die Forschergruppe.

Zudem können bakterielle Biofilme auch in der Industrie große Schäden anrichten, indem sie Apparaturen verstopfen oder die Korrosion von Metallrohren beschleunigen. Auch sind sämtliche Kühlwasserquellen und -kreisläufe von Biokorrosion betroffen – vom Kraftwerk bis hin zur Zahnarztpraxis. Selbst Schiffsrümpfe werden oft von bakteriellen Biofilmen besiedelt, verursachen zusätzliches Gewicht und erhöhen so die Treibstoffkosten. 

Doch egal, ob in Zahnmedizin, Medizin oder bei industrieller Anwendung: Die elektrolytische Biofilmentfernung mit dem GalvoSurge-Verfahren ermöglicht in zahlreichen Einsatzgebieten eine moderne und effiziente Lösung. 



[i] Esposito M, Grusovin MG, Worthington HV. Treatment of peri-implantitis: what interventions are effective? A Cochrane systematic review. Eur J Oral Implantol. 2012;5 Suppl:S21-41

[ii] The Effect of In Vitro Electrolytic Cleaning on Biofilm-Contaminated Implant Surfaces.” Journal of Clinical Medicine, September 2019, DOI: 10.3390/jcm8091397

[iii]  “Treatment of Peri-Implantitis—Electrolytic Cleaning Versus Mechanical and Electrolytic
Cleaning—A Randomized Controlled Clinical Trial—Six-Month Results”. Markus Schlee 1, Florian Rathe 2, Urs Brodbeck 3 , Christoph Ratka 4, Paul Weigl 4 and Holger Zipprich. .” Journal of Clinical Medicine, November 2019

[iv] ”Is Complete Re-Osseointegration of an Infected Dental Implant Possible? Histologic Results of a Dog Study: A Short Communication”. Journal of Clinical Medicine, January 2020