Zahnverlust geht bekannter Weise mit einem Verlust von Hart- und Weichgewebe einher. Mit der relativ neuen Tent-Pole Technik könnte der Volumenverlust durch den Wundverschluss bei Knochenaugmentation nach der GBR-Methode geringer ausfallen. In 10 Schweineunterkiefern wurden mit beiden Methoden augmentiert und mithilfe von Cerec- und DVT-Scans das Volumen vor und nach dem Wundverschluss verglichen. Dabei konnte festgestellt werden, dass bei Verwendung einer Tenting Screw signifikant weniger Volumenverlust als bei Augmentation mit der GBR-Technik resultierte. Ein zusätzlicher Vergleich von zwei Kollagenmembranen, OssixPlus und BioGide, im Hinblick auf den Widerstand gegen den Nahtverschluss zeigte im Signifikanztest keinen Vorteil der ribosekreuzvernetzten und steiferen OssixPlus Membran. Zahlreiche klinische Untersuchungen berichten im Zusammenhang mit der Tent Pole-Technik von komplikationslosem Einheilen, suffizientem Knochenaufbau und erfolgreicher Implantation. So könnte sich die Tenting Screw nach weiteren Untersuchungen im in vivo Modell zu einer eventuell ebenbürtigen Alternative zum bisherigen Goldstandard, dem Knochenblock entwickeln. Dieser stellt sich im Vergleich als technikintensivere und, gerade bei autologem Material, als für den Patienten weniger komfortable Maßnahme dar. / Tooth loss is known to be associated with a loss of hard and soft tissue. With the relatively new tent-pole technique, the loss of volume due to wound closure during bone augmentation using the GBR method could be lower. Both methods were used to augment 10 lower jaws of pigs and the volume before and after wound closure was compared using Cerec and DVT scans. It was found that the use of a tenting screw resulted in significantly less volume loss than augmentation with the GBR technique. An additional comparison of two collagen membranes, OssixPlus and BioGide, with regard to the resistance to suture closure showed no advantage of the ribose cross-linked and stiffer OssixPlus membrane in the significance test. Numerous clinical studies report in connection with the tent pole technique of uncomplicated healing, sufficient bone formation and successful implantation. After further investigations in the in vivo model, the tenting screw could develop into a possibly equal alternative to the previous gold standard, the bone block. In comparison, this is a more technology-intensive and, especially with autologous material, less comfortable for patients.

In dieser Doktorarbeit wird die Hypothese geprüft, ob Osteozyten einen direkten Einfluss auf die Knocheneigenschaften in ihrer unmittelbaren Umgebung haben. Der zentrale Experimentieransatz ist dabei die Korrelation der Organisation des Osteozytennetzwerks mit den Mineraleigenschaften des Knochens auf der Submikrometerebene. Es wird gezeigt, dass bereits die anfängliche Ausrichtung der Osteoblasten entscheidend für die Synthese von hoch ausgerichtetem Knochenmaterial ist. Die dabei entstehenden Osteozytennetzwerke sind so organisiert, dass die Osteozyten und ihre Zellfortsätze jeweils einen möglichst kleinen Abstand zum Knochenmineral haben. Deshalb wird vermutet, dass genau diese Netzwerkorganisation mitentscheidend ist, wie gut die Zellen das Mineral in ih-rer Umgebung beeinflussen können. Messungen der Knochenmineraleigenschaften auf Submikrometerebene mit Röntgenkleinwinkelstreuung bestätigen diese Vermutung. Dabei wird deutlich, dass Knochenmaterial in der Nähe der Osteozyten durch andere Mineraleigenschaften geprägt ist. Um zu klären, wie Osteozyten Mineral in ihrer direkten Umgebung verändern können, werden Mechanismen der passiven Mineralherauslösung aus der mineralisierten Oberfläche des Osteozytennetzwerks untersucht. Es wird gezeigt, dass kalziumarme ionische Lösungen unter physiologischen Bedingungen große Mengen von Kalzium-Ionen aus dem Knochen lösen und diese dann durch die Osteozytennetzwerkstrukturen diffundieren können. Zum Abschluss wurde medullärer Knochen von Hühnern als ein Modellsystem für rasanten Knochenumbau untersucht. Dieser spezielle Knochentyp dient den Hennen als labiles Kalziumreservoir und ermöglicht dadurch die tägliche Eierschalenproduktion. Experimente am medullären Knochen-material zeigen insbesondere die Bedeutung von weniger stabilen Mineralstrukturen die benötigt werden um den Knochen an den schnellen, sich wiederholenden Knochenauf- sowie Abbau optimal anzupassen. / This thesis aims to test the hypothesis whether osteocytes have a direct influence on bone material properties in their vicinity. In this regard, the concomitant ana-lysis of osteocyte network organization and bone ultrastructural properties on the submicron level is the central approach to answer this question. In this work, it is shown that already initial cell-cell alignment during the process of bone formation is crucial for the synthesis of highly organized bone. Furthermore it is proposed that the occurrence of highly ordered osteocyte networks visualized with confocal laser scanning microscopy (CLSM) has a strong impact on the ability of osteocytes to directly influence bone material properties. These highly organized networks are another consequence of initial cell-cell alignment and are found to be arranged such as to feature short mineral cell distances. Examination of sub-micron mineral properties with scanning small angle x-ray scattering (sSAXS) shows that bone material in the direct vicinity of osteocytes and their cell proc-esses shows different mineral properties compared to bone further away in the depth of the tissue. Moreover, mechanisms of passive mineral extraction from the mineralized surface of the osteocyte network, due to the treatment with calcium poor ionic solutions, are investigated. It is shown that this chemical process occurring under physiological conditions leads not only to the dissolution of considerable amounts of calcium, but also to efficient diffusion of these ions through the osteocyte network structures. Finally, medullary bone which is intended as a labile calcium source for daily egg shell formation in hens is used as a model system for rapid bone turnover rates. This bone type in particular indicates the importance of uniquely adapted, less stable mineral structures to fit the requirements for rapid bone resorption as well as reformation.