METHODISCHE UNTERSUCHUNGEN ZUR MIKROVASKULARISATION DES INTERFORAMINALEN UNTERKIEFERSEGMENTES

Methoden: Es wurden in der Studie zahlreiche mazerierte Unterkiefer untersucht. Darauf aufbauend erfolgte eine Untersuchung an fixierten Präparaten. Zur näheren Untersuchung der einzelnen Gefäße wurden Korrosionspräparate angefertigt, um abschließend anhand von Scheibenplastinaten die intraossären Gefäßverläufe aufzuklären.
Ergebnisse: An der lingualen Seite der Mandibula existieren mehrere sehr variable Foramina, die anhand der Korrosionspräparate nachweislich als Eintrittspforten für Endverzweigungen der A. sublingualis und A. submentalis dienen. Durch die angefertigten Scheibenplastinate können nicht nur Anastomosen zwischen den akzessorischen Blutgefäßen untereinander, sondern auch direkte Verbindungen dieser zum Endast der A. alveolaris inferior dargestellt werden.
Schlussfolgerungen: Die vorliegenden Ergebnisse liefern nicht nur mögliche Erklärungen für Komplikationen bei Operationen im iUKS, vielmehr dienen sie auch einer detaillierteren Vorstellung der Mikrovaskularisation. Die neu entwickelten und modifizierten Untersuchungsmethoden sind auch für andere anatomische Fragestellungen interessant.

Summary

Background: Detailed knowledge on the blood supply of the mandibula, especially on the inter-foraminal segment of the mandibula are essential for both complicate and, as well routine dental surgical operations. The blood supply situation of the anterior mandibula has not yet described all-embracing in the special literature.
Methods: In a study numerous macerated mandibulas and fixed preparations of them have been investigated. In order to study single vessels corrosion preparations have been produced. Finally, the vascular distribution intra os has been investigated using disc plastinates.
Results: On the lingual side of the mandibula several variable foramina exist. As shown in corrosion preparates, they serve as entry for end branchings of the A. sublingualis and A. submentalis. By means of disc plastinates both anastomoses between accessoric blood vessels underneath the other and, as well their direct connections to the end branch of A. alveolaris could be demonstrated.
Conclusions: The available results offer possible explanations for complications at operations in the interforaminal segment of mandibula and can be used for a more detailed imagination of the microvascularization, too. The new developed and modified methods of investigation are of interest also for other anatomical formulations of question.

1. Einführung

Der Unterkiefer nimmt im Mund-, Kiefer- und Gesichtsbereich sowohl in funktioneller als auch ästhetischer Hinsicht eine zentrale Stellung ein. Seine Hauptversorgung erfolgt über die im Canalis mandibulae verlaufende A. alveolaris inferior. In der Literatur gibt es Hinweise dafür, dass das anteriore, zwischen den beiden Foramina mentalia gelegene, Unterkiefersegment nicht nur durch die Rr. incisivi, die terminalen Äste der rechten und linken A. alveolaris inferior, sondern darüber hinaus auch durch akzessorische nutritive Äste aus topografisch benachbarte Arterien mit Blut versorgt wird [2, 13, 14, 15, 16]. Da eine mögliche arterielle Mehrfachversorgung des interforaminalen Unterkiefersegmentes (iUKS) vor allem aus klinischer Sicht in Hinblick auf Implantationen und Distraktionen von großem Interesse ist, sollte die Existenz derartiger akzessorischer nutritiver Gefäße im Rahmen dieser Studie einer subtilen Klärung unterzogen werden.

2. Methoden

Die Studie wurde am Institut für Anatomie I in Jena durchgeführt. Sie erfolgte sowohl an isolierten Unterkieferknochen aus der anatomischen Sammlung als auch an Kopfpräparaten von Körperspendern, die sich dankenswerterweise zu Lebzeiten dazu bereit erklärt haben, ihren Leichnam beziehungsweise einzelne Körperteile der medizinischen Lehre und Forschung zeitlich unbegrenzt zur Verfügung zu stellen.
Die bislang am Jenaer Institut üblichen Präparationstechniken eigneten sich nur bedingt dazu, die Frage nach der Angioarchitektur des iUKSes in ausreichendem Maße zu beantworten. Daher sollte über die herkömmlichen Untersuchungsmethoden hinaus nach solchen modernen Verfahren Ausschau gehalten werden, die eine derartige Fragestellungen beantworten lassen. Entscheidendes Ziel dieser Arbeit war es, die optimale Methode zu finden und das anatomische Problem zu lösen.
Die Suche nach Foramina nutricia, die einen Durchmesser von mindestens 0,2 mm aufwiesen, erfolgte an 220 mazerierten Unterkieferpräparaten, welche in bezahnt und nicht bezahnt eingeteilt wurden. Da die Jenaer anatomische Sammlung über einen nicht unerheblichen Fundus an sehr gut gepflegten juvenilen Mandibulae verfügt, konnten auch Aussagen zur morphologischen Veränderung der Foramina mit steigendem Lebensalter gemacht werden.
Zur Charakterisierung der akzessorischen nutritiven Gefäße hinsichtlich ihres Ursprungs und ihres Verlaufs wurden zwei Köpfe präparatorisch untersucht, deren Gefäße mit Latex injiziert waren. Die Bestimmung der Kaliberstärken der akzessorischen nutritiven Gefäße an ihrem ossären Eintrittsort erfolgte auf der Grundlage der Korrosionstechnik (Abb 1), die an sieben Kopf-Hals-Präparaten zum Einsatz kam. Die Frischpräparate wurden unmittelbar post mortem mit physiologischer Kochsalzlösung über die großen Kopfarterien gespült. Anschließend erfolgte eine Injektion mit einem eingefärbten Plexiglaskleber Acrifix 190 (Röhm GmbH, Degussa-Hüls-Gruppe, Darmstadt, Deutschland) mittels spezieller nachgebauter Injektionsgeräte nach Otto Schlüter [1]. Alle umliegenden Weichgewebe wurden mit 5 %-iger Kalilauge oder 10 %-iger Biozym SE-Lösung (Spinnrad, Gelsenkirchen, Deutschland) entfernt. Knöcherne Strukturen konnten mit 1 M Salzsäure in Abhängigkeit von der Einwirkzeit je nach Bedarf reduziert werden.
Zur Darstellung der intraossären ­Angio­architektur wurde ein kombiniertes Gefäß­injektions-, Aufhellungs- und Plastinationsverfahren an zwei Kopfpräparaten angewandt. Zwecks Anpassung an die konkrete Fragestellung wurde es modifiziert und im Jenaer Institut für Anatomie I neu eingeführt. Im Vorgehen angelehnt an die Korrosionstechnik, erfolgte die Injektion in das arterielle Gefäßsystem mit dem eingefärbten Epoxidharz Biodur E20 (BIODUR Products GmbH, Heidelberg, Deutschland). Nach aufwendiger Entfettung und Entkalkung wurden die Präparate mittels forcierter Imprägnation mit einem weiteren Epoxidharz (Biodur E12) blockplastiniert (Abb 2).
Um intraossäre Gefäßstrukturen darzustellen, wurden die Blöcke mit einer Präzisionsdiamantdrahtsäge in 4 mm dicke Scheiben parallel zur Median-Sagittal-Ebene geschnitten und anschließend mit Biodur E12 scheibenplastiniert (Abb 3).

3. Ergebnisse

An den mazerierten Unterkiefern zeigte sich, dass in etwa der Hälfte aller Fälle ein akzessorisches Foramen, in der anderen Hälfte 2 bis 3 Foramina vorhanden waren. Diese unterlagen hinsichtlich ihrer Anzahl und ihres Eintrittsortes einer gewissen interindividuellen Variabilität, die unter anderem auch vom Lebensalter und vom Zahnstatus abhängt. In allen Fällen fanden sich die Foramina nutricia jedoch auf der lingualen Seite des iUKS. Juvenile wiesen gegenüber adulten Unterkiefern signifikant mehr linguale Foramina (6 – 7 Foramina bei 46 % der Kiefer) auf. Innerhalb der adulten Unterkiefer waren Foramina in den bezahnten Präparaten in ihrer Zahl ausgeprägter als in den nicht bezahnten Präparaten.
Bei den zur lingualen Kortikalis des iUKS verlaufenden Arterien handelte es sich in allen Fällen um Endäste der A. sublingualis aus dem Stromgebiet der A. lingualis und um Endäste der A. submentalis aus dem Stromgebiet der A. facialis (Abb 4).
Die median oder paramedian in das iUKS eintretenden Endäste der A. sublingualis (Abb 5a, b) wiesen im Mittel einen Innendurchmesser (ID) von 0,2 – 0,5 mm auf und traten 3 – 19 mm kranial der Unterkieferbasis in die linguale Kortikalis ein.
Die lateral, paramedian oder median in das iUKS eintretenden Endäste der A. submentalis wiesen Innendurchmesser (ID) von 0,1 – 0,2 mm auf und erreichten die linguale Kortikalis 1 – 15 mm von der Unterkieferbasis entfernt.
Die Ergebnisse der Scheibenplastination lieferten detaillierte Kenntnisse zur Vaskularisation der anterioren Mandibula. Dabei zeigte sich, dass die im Canalis mandibulae verlaufende A. alveolaris inferior das iUKS am Foramen mentale erreicht, wo einer ihrer Endäste als A. mentalis austritt. Der im Knochen weiter nach mesial verlaufende R. incisivus entlässt in regelmäßigen Abständen nach krestal verlaufende Äste zur Versorgung von Periost und oraler Mundschleimhaut und anastomosiert über die Medianlinie hinweg mit der gleichnamigen Arterie der Gegenseite. Die von lingual in das iUKS eintretenden nutritiven Endäste der A. sublingualis und der A. submentalis anastomosieren dagegen intraossär mit den arteriellen Verzweigungen des ipsilateralen R. incisivus (Abb 6a,b).

4. Diskussion

Zur Entschlüsselung der Mikrovaskularisation wurden vier Methoden ­nach­einander und aufeinander aufbauend angewandt, wobei jede die Grundlage für die sich anschließende spezifischere Methode bildete.
Knöcherne Eintrittspforten als Voraussetzung von nutritiven Gefäßen wurden schon in der Arbeit von Nager et al. [2] diskutiert. 2007 fanden Longoni et al. [3] in 80 % der Fälle ein linguales Foramen und bezeichneten dieses als „lingual vascual canel“. Bezüglich der Verteilung und Anzahl von mehr als einem Foramen konnten die Ergebnisse einer präimplantologischen computertomographischen Untersuchungsreihe von Gahleitner et al. [4] durch die vorliegende Studie nachvollzogen werden. Vasconcellos et al. [5] gaben an, dass in der unbezahnten Gruppe in 2/3 der Fälle nur ein Foramen vorkommt. Zwei oder mehrere Foramina fanden auch sie bei bestehender Bezahnung gehäuft.
Die Abnahme nutritiver Foramina beim zahnlosen Kiefer zeigt, dass mit zunehmender Atrophie des Processus alveolaris die erforderliche Quantität der Knochendurchblutung abnimmt, was mit einer Obliteration der nutritiven Arterien und letztlich mit einem allmählichen Verschwinden der nutritiven Foramina am lingualen Aspekt des iUKS einher geht. Staudt et al. [6] sprachen von einer altersabhängigen Änderung der mandibulären Blutversorgung und berichteten, dass sogar die kaliberstarke A. alveolaris inferior, die laut Bast [7] einen Durchmesser von 0,66 – 1,8 mm aufweist, in 50 % der Fälle obliteriert.
Um den wachstumsbedingten Durchblutungsveränderungen im iUKS nachzugehen, wurden die an den adulten Präparaten erhobenen Befunde denen von juvenilen gegenübergestellt. Dabei ergab sich, dass die Anzahl nutritiver Foramina beim juvenilen Unterkiefer im Vergleich zum adulten signifikant größer ist. Da Knochenwachstumsvorgänge, die aus einem komplexen Prozess aus differenzierten Remodellierungs-, Appositions- und Resorptionsprozessen sowie Ruhephasen bestehen, mit Gefäßneubildungen einher gehen, ist die erhöhte Anzahl nutritiver Kanälchen und Foramina bei juvenilen Kiefern verständlich (8). Laut Serres [9] und Bergmann et al. [10] verfügt der Unterkiefer von Feten, Neugeborenen und Kleinkindern bis zum Alter von 13 Jahren über einen sogenannten „Serres’ canal“. Nach Angaben von Kubik [11] verläuft dieser unterhalb des Canalis alveolaris inferior und bildet sich mit dem Verlust der ersten Dentition zurück. Seine posteriore Öffnung kommt in der Nähe des Foramen mandibulae zu liegen, während der Kanal mit einer anterioren Öffnung zwischen Foramen mentale und Symphysis mandibulae endet. Die Existenz dieses Kanals könnte einer der Gründe für die höhere Anzahl von Foramina bei juvenilen Unterkiefern darstellen.
Mit der Methode der Präparation latexinjizierter, fixierter Köpfe gelang die Zuordnung Mandibula-naher Arterien zu übergeordneten Gefäßstrukturen, wobei detaillierte Darstellungen von Gefäßeintritten und genauen Kaliberbestimmungen nicht möglich waren.
Mit der Korrosionstechnik an Frischpräparaten lassen sich aufgrund der schon im Heidelberger Plastinationshefter (12) dargestellten Vorteile deutlich subtilere anatomische Erkenntnisse in Hinblick auf Kaliberstärke und Eintrittslokalisation erlangen.
Ein besonderer Vorteil des hier eingesetzten Plexiglasklebers als Injektionsmedium war neben der Laugen- und Säurestabilität seine Partikelgröße, die es ihm ermöglichte, in kleinste Volumina der arteriellen Gefäßäste vorzudringen, den venösen Schenkel jedoch nicht zu erreichen.
An den menschlichen Korrosionspräparaten konnten auf der lingualen Seite des iUKS sowohl mediane, paramediane als auch laterale Gefäßeintritte nachgewiesen werden. Dabei hatten die paramedian gelegenen Eintritte einen durchschnittlichen Abstand von 2 mm zur Symphysis mandibulae. Für die lateralen Eintritte wurde ein durchschnittlicher Abstand von 20 mm ermittelt. Gahleitner et al. [4] fanden mit 23,5 ± 4,5 mm einen ähnlichen Abstand zur Spina mentalis für die Gruppe der LLC (Lateral Lingual Canal).

Die in das iUKS eintretenden Arterien konnten im eigenen Untersuchungsgut bis zu ihrem Abgang aus der A. sublingualis beziehungsweise A. submentalis verfolgt werden. Dabei konnten für die Äste der A. sublingualis sowohl mediane als auch paramediane Gefäßeintritte nachgewiesen werden. Lustig et al. [13] beschrieben anhand sonographischer Untersuchungen den medianen Eintritt der A. sublingualis. Auch Flanagan [14] berichtete von medianen Eintritten der A. sublingualis in den Unterkiefer. Die in der vorliegenden Studie beobachteten medianen Gefäßeintritte der A. sublingualis waren etwa 13 mm von der Basis des Unterkiefers entfernt. Gahleitner et al. [4] stellten mit 10,2 ± 5,5 mm einen ähnlichen Abstand der MLC (median lingual canal) fest. Für die A. submentalis konnten im eigenen Untersuchungsgut hauptsächlich laterale, seltener auch mediane beziehungsweise paramediane, Gefäßeintritte nachgewiesen werden. Flanagan [14] beschrieb ebenfalls laterale Eintritte der A. submentalis. Kawai et al. [15] wiesen ohne nähere Angaben auf Eintritte der A. submentalis in das linguale iUKS hin. In der vorliegenden Studie weisen die lateralen Gefäßeintritte der A. submentalis einen Abstand von 9,3 mm zur Basis des Unterkiefers auf. Gahleitner et al. [4] ermittelten für die Gruppe der LLC (lateral lingual canal) mit 5,4 ± 3,0 mm einen ähnlichen Wert.

Angaben zu den Kaliberstärken akzessorischer nutritiver Arterien der ventralen Mandibula sind in der Literatur spärlich. Lustig et al. [13] gaben Kaliberstärken der A. sublingualis von 0,18 bis 1,8 mm an. Flanagan [16] beschrieb für die A. submentalis einen Durchmesser von 2 mm. Die am eigenen Untersuchungsgut erhobenen Werte von durchschnittlich 0,24 mm waren generell kleiner als die in der Literatur angegebenen Werte. Das liegt wahrscheinlich darin begründet, dass es sich um die am ossären Eintrittsort gemessenen Innendurchmesser der terminalen nutritiven Äste handelt, während sich die in der Literatur angegebenen Werte in der Regel auf die Gefäßdurchmesser der Hauptäste beziehen. Gahleitner et al. [4] ermittelten für die Eintrittsforamina anhand von Daten der Computertomographie einen Durchmesser von 0,67 ± 0,26 mm. Bei den von uns ermittelten Werten zeigten sich weder seitenspezifische noch klassifikationsspezifische Unterschiede zwischen median, paramedian und lateral eintretenden Gefäßen. Tendenziell waren die Gefäßeintritte der A. submentalis allerdings mit einem Innendurchmesser von 0,13 mm im Vergleich zu denen der A. sublingualis mit 0,48 mm geringfügig kleiner.
Mit dem modifizierten Plastinationsverfahren, vor allem dank des nicht verblassenden Farbstoffes während der Entkalkung des Knochens, gelang es erstmalig, intraossäre Gefäßverläufe innerhalb der Mandibula detailliert darzustellen, die das Vorhandensein multipler Anastomosen zwischen den akzessorischen Neben- und den nutritiven Hauptarterien belegen. Auch Anastomosen zwischen den verschiedenen Gefäßen im Bereich des Periostes und der angrenzenden Mundschleimhaut konnten eindrucksvoll dargestellt werden.

5. Schlussfolgerungen

Insgesamt kann festgehalten werden, dass das iUKS eine gewisse vaskuläre Eigenständigkeit besitzt. Diese basiert auf nutritiven Gefäßen aus drei potenziellen Quellgebieten, die auf beiden Seiten das iUKS erreichen und durch intraossäre Anastomosen untereinander sowie über die Mittellinie hinweg mit denen der Gegenseite kommunizieren.
Diese Studie hat einen Beitrag zur chirurgischen Anatomie des Unterkiefers erbracht und dient somit als eine Hilfestellung zur richtigen Einschätzung der Angioarchitektur im interforaminalen Unterkiefer für den Implantologen, Gefäßchirurgen und Mund-Kiefer-Gesichts-Chirurgen. Vor allem im Hinblick auf Implantationen im interforaminalen Bereich stellen die vorliegenden Ergebnisse eine mögliche Erklärung für starke Blutungen im lingualen Bereich oder lebensgefährliche postoperative Mundbodenhämatome dar. So könnte man einen Zusammenhang zwischen der Tiefe der Abpräparation des lingualen ­Mu­koperiostlappens und stärkeren Blutungen aufgrund der Eintrittslokalisation der nutritiven Gefäße herstellen. Auch Komplikationen bei medianen Implantaten oder bei die Mandibula lingual perforierenden Implantaten könnten mit den hier beschriebenen Gefäßstrukturen verstanden werden.
Darüber hinaus wurden mit der vorliegenden Studie die methodischen Grundlagen für weitere klinisch-anatomische Arbeiten gelegt.

Literatur

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Bildnachweis: Die Abbildungen 1 - 6 stammen aus dem Bildarchiv der Autoren.

Datum: 13.12.2012