Die CAD/CAM-Fertigung von Stegkonstruktionen zur Verankerung oder Retention von Unterkieferdeckprothesen auf 2 bis 4 Implantaten hat in den vergangenen 10 Jahren zunehmend Verbreitung gefunden. Die Anwendung derartiger Konstruktionen aus Titan- oder ­Kobalt-Chrom-Legierungen ist mittlerweile durch mehrere klinische Studien mit einer Beobachtungszeit von bis zu 7 Jahren abgesichert. Durch die CAD/CAM-Fertigung lässt sich eine Reduktion technischer Komplikationen nachweisen. PD Dr. Sven Rinke et al. zeigen in ihrem Beitrag für die Implantologie 1/21 den derzeitigen State of the Art an drei klinischen Fallbeispielen und einer Literaturübersicht. Die Autoren geben dabei zu bedenken, dass vor allem die Herstellerempfehlungen hinsichtlich der maximalen Länge von Extensionen berücksichtigt werden müssen, um Frakturen zu vermeiden. Zum langfristigen Funktionserhalt ist die ausreichende Retention der Deckprothese durch die Einbeziehung aktivierbarer oder einfach austauschbarer Retentionselemente zu empfehlen. Bei der Indikationsstellung und Ausführung von Stegkonstruktionen ist zur Vermeidung periimplantärer Entzündungsprozesse eine ausreichende Zugänglichkeit für Maßnahmen der häuslichen Mundhygiene sicherzustellen.

In keiner anderen Disziplin der Zahnmedizin schreitet die Entwicklung so schnell voran wie in der Implantologie. Ziel der Zeitschrift ist es, dem Fortbildungsangebot im Bereich der Implantologie durch die Veröffentlichung praxisbezogener und wissenschaftlich untermauerter Beiträge neue und interessante Impulse zu geben und die Zusammenarbeit von Klinikern, Praktikern und Zahntechnikern zu fördern. Mehr Infos zur Zeitschrift, zum Abo und zum Bestellen eines kostenlosen Probehefts finden Sie im Quintessenz-Shop.

Einleitung

Implantatverankerte und implantatretinierte Deckprothesen sind eine weit verbreitete und wissenschaftlich anerkannte Therapieoption, insbesondere zur Versorgung des zahnlosen Unterkiefers. Eine Reihe klinischer Studien dokumentiert den klinischen Langzeiterfolg mit Beobachtungszeiten von mehr als 10 Jahren¹. Aktuelle systematische Übersichtsarbeiten kommen übereinstimmend zu der Schlussfolgerung, dass implantatverankerter und implantatretinierter herausnehmbarer Zahnersatz im zahnlosen Unterkiefer im Vergleich zur Versorgung mit konventionellen Totalprothesen zu einer signifikant verbesserten Kaufunktion sowie einer höheren Patientenzufriedenheit und mundgesundheitsbezogenen Lebensqualität führen^2–6. Die Überlebensrate von Implantatpfeilern bei Deckprothesen scheint im Unterkiefer höher zu sein als im Oberkiefer⁷.

Die Verankerung des herausnehmbaren Zahnersatzes kann im Unterkiefer über 1 bis 4 (im Einzelfall auch mehr) Implantate erfolgen, wobei die Datenlage zu 2 und vor allem 4 Implantaten verlässliche Schlussfolgerungen für die klinische Anwendung zulässt⁷. Die reine Anzahl der verwendeten Implantate scheint dabei auf Basis der vorliegenden systematischen Übersichtsarbeiten und Metanalysen keinen relevanten Risikofaktor für die erzielbaren Implantatüberlebensraten darzustellen. Unabhängig von der Anzahl der verwendeten Implantate lässt sich in jedem Fall eine signifikante Verbesserung der Kaufunktion, der Patientenzufriedenheit und der Lebensqualität im Vergleich zu einer Versorgung mit konventionellen Totalprothesen erzielen. Alquataibi et al. konnten im Rahmen einer systematischen Literaturübersicht bei Unterkieferdeckprothesen, die auf 1 oder 2 Implantaten verankert waren, nach einer Beobachtungszeit von 5 Jahren keinen Unterschied in der Überlebensrate der Implantate und der prothetischen Gesamtkonstruktion feststellen⁸. Weiterhin konnte bei der Verwendung von 2 bis 4 Implantaten gezeigt werden, dass die Art der Verblockung der Implantate oder die Auswahl der Verankerungselemente (Stege, Locatoren, Kugelkopf, Magnete) keinen Einfluss auf den periimplantären Knochenabbau oder auf das Risiko des Implantatverlustes hatten⁹. 

Biologische und technische Komplikationen

Kontrovers wird allerdings der Einfluss der verwendeten Verankerungselemente auf den prothetischen Langzeiterfolg diskutiert⁸. Während der Funktionsphase einer implantatverankerten oder implantatretinierten Deckprothese sind grundsätzlich zwei Arten von Komplikationen zu erwarten^10,11: Zum einem sind dies biologische Komplikationen in Form von Entzündungen der periimplantären Hart- und Weichgewebe (Mukositis und/oder Periimplantitis). Die Häufigkeit und Schwere dieser Komplikationen kann unter anderem durch die Hygienefähigkeit der Suprakonstruktion bestimmt werden. Zum anderen kann es zu technischen Komplikationen in Form von Materialfrakturen oder Verschleiß der Verankerungselemente oder der Deckprothese (Prothesenbasis, Prothesenzähne) kommen. Ebenso stellen Schraubenlockerungen oder -brüche eine häufig beschriebene Komplikation dar^10,11. 

Assaf et al. evaluierten in einem systematischen Review mit Auswertung von 33 Studien den Einfluss der Konstruktionsart der Deckprothesen und der verwendeten Verankerungselemente auf die Überlebens- und Erfolgsraten implantatgestützter und verankerter Unterkieferdeckprothesen¹². Zusammenfassend konnte festgestellt werden, dass unabhängig von den verwendeten Verankerungselementen regelmäßig technische Komplikationen während der Funktionsphase auftraten¹². Diese Information ist von grundsätzlicher Bedeutung für die Praxis. Da technische Komplikationen bei implantatgetragenen Deckprothesen grundsätzlich nicht zu vermeiden sind, ist der Patient vor Beginn der Therapie darüber aufzuklären, dass s­olche Komplikationen klinische und zahntechnische Korrekturmaßnahmen erfordern und auch bereits nach vergleichsweise kurzer Funktionsphase auftreten können.

In diesem Zusammenhang sollte insbesondere über die Häufigkeit und den Umfang der zu erwartenden Komplikationen wie Verschleiß der Retentionselemente und/oder Fraktur von Prothesenzähnen und der Prothesenbasis aufgeklärt werden^1,10–12.

Mit einer hohen Evidenz ließ sich im Rahmen dieses Reviews nachweisen, dass bei implantatverankerten und -retinierten Deckprothesen das Risiko von Frakturen des abnehmbaren Zahnersatzes durch die Verwendung einer Metallverstärkung reduziert werden kann. Die Anfertigung eines verstärkenden Metallgerüstes ist bei der Herstellung implantatgetragener Deckprothesen also grundsätzlich zu empfehlen¹².

Auf der Basis der verfügbaren klinischen Daten lässt sich nicht abschließend klären, welches Verankerungselement bevorzugt werden sollte. Die Auswahl der geeigneten Verankerungselemente muss also fallbezogen unter Berücksichtigung der relevanten klinischen Kriterien (zum Beispiel Anzahl, Verteilung und Ausrichtung der Implantate, vertikales Platzangebot, Gegenkieferbezahnung, finanzielle Aspekte etc.) erfolgen^1,10,12.

In Bezug auf die Verwendung von Stegverankerungen lassen sich aus der Literatur die folgenden Erkenntnisse ableiten: Hinsichtlich der Häufigkeit prothetischer Komplikationen zeigte sich bei Verwendung von Steggeschieben auf 4 Implantaten (mit starrer Lagerung) in mehreren Studien eine signifikante Reduktion der prothetischen Komplikationen im Vergleich zu solitären Verankerungselementen (bewegliche Lagerung). Ebenso konnte beim Vergleich von Rundstegen und pa­rallelwandigen Stegen eine reduzierte Komplika­tionsrate für Steggeschiebekonstruk­tionen festgestellt ­werden^1,12.

Traditionell erfolgt die Fertigung von Stegkonstruktionen mit gusstechnischen Verfahren oder durch die Fügung industriell präfabrizierter Komponenten aus Edelmetalllegierungen (Abb. 1). Mögliche technische Komplikationen können durch Gussporositäten und Verzüge entstehen, die einerseits das Risiko des mechanischen Versagens erhöhen und andererseits zu einer reduzierten Passung führen (Abb. 2).

Bei der Herstellung mittels präfabrizierter Komponenten ist die Fügezone der Risikobereich für ein mechanisches Versagen. Lötstellen oder Schweißnähte im Bereich von Extensionen sind einem erhöhten Risiko für einen Bruch ausgesetzt¹³.

Abb. 1 Klassischerweise erfolgt die Herstellung von Stegsuprakonstruktionen gusstechnisch unter Verwendung von Edelmetalllegierungen. Dies ist aufgrund der stark gestiegenen Preise für Edelmetall-Legierungen mit deutlich erhöhten Materialkosten verbunden.

Abb. 2 Frakturen bei gusstechnisch gefertigten Stegkon­struktionen können vor allem durch Gussporositäten begünstigt werden. Dabei treten die Frakturen zumeist im Bereich von Extensionen auf.

Sowohl der hohe Preis dentaler Edelmetalllegierungen als auch die möglichen technischen Komplikationen stellen somit eine Limitation der traditionellen Fertigungsverfahren für Stegkon­struktionen dar. Nichtedelmetall-Legierungen und Titan(-Legierungen) kamen aufgrund der inadäquaten Passungen im Gussverfahren nur selten zur Anwendung. Bereits vor mehr als 15 Jahren wurde als Alternative die Möglichkeit der CAD/CAM-gestützten Fertigung von Suprakonstruktionen aus biokompatiblen Werkstoffen mit ausreichender mechanischer Festigkeit, wie zum Beispiel Reintitan oder einer Cobalt-Chrom-Legierung, beschrieben^14,15. Wichtige Vorteile dieser Technik sind der deutlich reduzierte Materialpreis dieser Werkstoffe und die Tatsache, dass die Restauration aus einem industriell präfabrizierten Material (porenfrei) gefräst wird und keine Fügetechniken angewendet werden müssen¹³. Mittlerweile konnte in mehreren Untersuchungen gezeigt werden, dass die CAD/CAM-Technologie zu einer höheren Präzision und Passgenauigkeit (im Sinne des „passive fit“) im Vergleich zur gusstechnischen Fertigung führt^16,17 (Abb. 3a bis d). Ferner konnte nachgewiesen werden, dass CAD/CAM-gefertigte Stegkonstruktionen mit einer hohen Oberflächengüte hergestellt werden können, die im Idealfall auch ohne manuelle Nachbearbeitung eine geringe Plaqueakkumulation gewährleistet¹⁸.

Abb. 3a Exemplarische Darstellung der erzielbaren Passung einer CAD/CAM-gefertigten Suprakonstruktion (Atlantis ISUS, Dentsply Sirona) auf einem Implantatabutment: Detailaufnahme des Übergangsbereichs von Abutment und Stegkonstruktion, ...

Abb. 3b ... b) rasterelektronenmikroskopische Darstellung des Übergangsbereichs bei 50-facher Vergrößerung, ...

Abb. 3c ... rasterelektronenmikro­skopische Darstellung des Übergangsbereichs bei 100-facher Vergrößerung.

Abb. 3d ... rasterelektronenmikro­skopische Darstellung des Übergangsbereichs bei 100-facher Vergrößerung.

Schon vor mehr als 10 Jahren haben mehrere Hersteller die CAD/CAM-Fertigung von Stegkonstruktionen angeboten. Anfänglich mussten dabei sowohl die Datenerfassung und das Design als auch die frästechnische Umsetzung in einer zentralen Produktionsstätte erfolgen¹⁵ (Abb. 4a bis e). Mittlerweile sind marktübliche Laborscanner und Designsoftwares in der Lage, die Daten einer Stegkonstruktion zu erfassen und das Design zu fertigen. Entsprechend muss nur noch die frästechnische Verarbeitung in einem Fräszentrum umgesetzt werden. Dies führt insgesamt zu reduzierten Prozesszeiten¹⁹. Zudem führten technologische Weiterentwicklungen, wie zum Beispiel abgewinkelte Schraubenkanäle oder die CAD/CAM-gestützte Fertigung der Sekundärstruktur,  Indikationserweiterungen^20,21. Vor dem Hintergrund dieser Entwicklungen und einer zunehmenden Verbreitung dieser Technologie in der routinemäßigen Anwendung in Praxis und Labor rückt die Frage nach den verfügbaren klinischen Daten zur Bewährung derartiger Konstruktionen in den Fokus.

Abb. 4a Klinisches Beispiel aus der ersten Phase der kommerziellen Nutzung CAD/CAM-gefertigter Suprakonstruktionen, in der sowohl der Designprozess als auch die Fertigung in einer zentralen Produktionsstätte erfolgten: postoperative Kontrollaufnahme und ...

Abb. 4b ... klinische Situation nach der Freilegung der 4 interforaminal inserierten Implantate, ...

Abb. 4c ... Ansichten des virtuellen Designs für eine Unterkieferstegkonstruktion auf 4 Implantaten, ...

Abb. 4d ... okklusale und ...

Abb. 4e ... vestibuläre Ansicht der direkt auf Implantatniveau verschraubten Stegkonstruktion.

Literaturübersicht

Klinische Bewährung CAD/CAM-gefertigter Stegkonstruktionen im Unterkiefer

Zur Identifizierung der verfügbaren klinischen Daten zu CAD/CAM-gefertigten Stegkonstruktionen wurde zunächst die Fragestellung entsprechend den PICO-Kriterien (Patients, Interventions, Comparison, Outcome) strukturiert: 

• Patients: erwachsene Patienten mit zahnlosem Unterkiefer,
• Intervention: Versorgung mit implantatgetragenen Deckprothesen und Verankerung durch einen CAD/CAM-gefertigten Steg,
• Comparison: unterschiedliche Implantatanzahl und unterschiedliches Stegdesign,
• Outcome: Erfolgs- und Überlebensraten der prothetischen Suprakonstruktion.

Die systematische Literaturrecherche (Datum der Literatursuche: 12./13. September 2020) erfolgte in den Webportalen „PubMed“ und „Google Scholar“ unter der Verwendung der folgenden Suchbegriffe: implant* AND (overdenture or overlay denture) AND bar AND (mandible or mandibular). Es konnten 463 Quellen identifiziert werden. Nach einer Eingrenzung der Suche auf ein Publikationsdatum von 2010 bis 2020 konnten die verbliebenen 213 Artikel zunächst auf Basis der Zusammenfassung bewertet werden. 29 klinische Studien wurden für eine Bewertung im Volltextformat herangezogen. In diesem Prozess konnten 7 klinische Studien identifiziert werden, die die klinische Anwendung CAD/CAM-gefertigter Stegkonstruktionen zur Verankerung von Deckprothesen im zahnlosen Unterkiefer dokumentierten.

Die relevanten Kernaussagen und klinischen Schlussfolgerungen dieser Studien werden nachfolgend dargestellt: 

In einer vergleichenden Studie wurden 101 mit CAD/CAM-Stegen versorgte Patienten und 112 Patienten, die mit Goldstegen aus präfabrizierten Elementen auf jeweils 4 Implantaten im Unterkiefer versorgt wurden, nachuntersucht²². Nach einer Beobachtungszeit von 3 bis 4 Jahren zeigten sich bei den CAD/CAM-gefertigten ­Stegen signifikant weniger Frakturen von Exten­sionen. Bei den Goldstegen kam es bei 13  Prozent der Restaurationen zu Frakturen der Stegmatrizen, bei den CAD/CAM-gefertigten Titanstegen war dies nur bei 1 Prozent der Fall. Zudem mussten die Matrizen bei den Goldstegen 2,4-mal häufiger aktiviert werden als bei den Titanstegen. Frakturen der Prothesenbasis oder der Prothesenzähne traten unabhängig von der verwendeten Stegkonstruktion in beiden Gruppen vergleichbar häufig auf. In dieser Studie konnte somit belegt werden, dass die bekannten technischen Komplikationen durch die CAD/CAM-Fertigung von Stegen reduziert werden können²².

Pozzi et al. berichten in einer prospektiven Studie mit 18 Patienten über die klinische Bewährung von Deckprothesen, die mit einem CAD/CAM-gefertigten Steg auf 4 Implantaten verankert wurden²³. Im Unter- beziehungsweise Oberkiefer wurden jeweils 9 Stegversorgungen eingegliedert. Die Retention der Deckprothese erfolgte durch zusätzliche Locator-Attachments und Retentionsrillen. Während der einjährigen Beobachtungsdauer traten keine biologischen oder technischen Komplikationen auf, bei allen Patienten wurde eine signifikante Verbesserung der mundgesundheitsbezogenen Lebensqualität festgestellt²³.

Ayna et al. untersuchten in einer retrospektiven Studie 32 Patienten, die nach dem „All-on-Four“-Konzept mit metallkeramischen Brücken oder stegverankerten Deckprothesen im Unterkiefer versorgt wurden²⁴. 16 Patienten wurden mit einer CAD/CAM-gefertigten Stegkonstruktion versorgt, die maximale Beobachtungszeit betrug 7 Jahre. Im Verlaufe der klinischen Beobachtungsphase zeigte sich bei den stegverankerten Deckprothesen im Vergleich mit den metallkeramischen Brücken eine verstärkte Plaqueakkumulation. Es konnten jedoch keine Unterschiede im periimplantären Knochenverlust und der Patientenzufriedenheit nachgewiesen werden. Technische Komplikationen traten in der Gruppe der stegverankerten Deckprothesen mit Ausnahme einer generellen Abrasion der Prothesenzähne nicht auf²⁴.

In einer retrospektiven Multicenter-Studie wurden 194 Patienten nachuntersucht, die mit implantatverankerten Deckprothesen versorgt worden waren²⁵. 83 Patienten erhielten Deckprothesen, die auf Stegen verankert waren. 29 der inserierten Stegkonstruktionen waren CAD/CAM-gefertigt. 54 Stegkonstruktionen wurden gusstechnisch aus einer Cobalt-Chrom-Legierung hergestellt. Die übrigen 11 Patienten wurden mit solitären Elementen zur Verankerung der Deckprothese versorgt. In dieser Studie zeigten die Stegkonstruktionen bei einer Beobachtungszeit von 1 bis 7 Jahren signifikant weniger prothetische Komplikationen als die solitären Verankerungselemente²⁵.

Im Rahmen einer prospektiven Studie wurden 40 Patienten mit CAD/CAM-gefertigten Stegen versorgt²⁶. 25 Patienten erhielten Stegversorgungen im Unterkiefer. Nach einer mittleren Beobachtungszeit von 2 Jahren betrug die Überlebensrate für Implantatpfeiler und Suprakonstruktionen jeweils 100  Prozent. Es wurden keine Brüche von Stegextensionen festgestellt (mittlere Länge der Extension: 8,5 mm). Bei 3 Patienten wurden prothetische Komplikationen beobachtet, in 2 Fällen trat eine Schraubenlockerung auf und in einem weiteren Fall kam es zu einer reduzierten Retention der Deckprothese, die einen Austausch der Retentionselemente erforderlich machte. Es wurde zusätzlich eine signifikante Verbesserung der mundgesundheitsbezogenen Lebensqualität nachgewiesen²⁶.

Der Einsatz CAD/CAM-gefertigter Stegkon­struktionen im Rahmen einer Sofortbelastung von 4 Unterkieferimplantaten wurde in einer prospektiven Studie mit 36 Patienten untersucht²⁷. Im Rahmen der Studie wurden jeweils 18 Pa­tienten mit sofortbelasteten stegverankerten Deckprothesen oder festsitzenden Brückenkonstruktionen versorgt. Nach einer Beobachtungszeit von 1 Jahr zeigten sich zwischen den beiden Untersuchungsgruppen keine Unterschiede im periimplantären Knochenverlust. Bei den festsitzenden Brücken konnte allerdings eine höhere Plaqueakkumulation festgestellt werden als bei den stegverankerten Deckprothesen. Im Rahmen dieser Studie zeigten sich keine technischen Komplikationen der CAD/CAM-gefertigten Stegkonstruktionen²⁷.

In einer weiteren randomisierten prospektiven Studie wurden Patienten untersucht, die mit einem gefrästen Steg mit ausgeprägten Extensionen auf 2 interforaminalen Implantaten versorgt wurden²⁸. Als Vergleichsgruppe dienten Deckprothesen, die mit Kugelkopfankern versorgt wurden. Obwohl die distalen Extensionen mit einer mittleren Länge von 15 mm außerhalb der Herstellerempfehlungen lagen, traten bei einer mittleren Beobachtungszeit von 12 Monaten keine Frakturen im Stegbereich auf. Aufgrund der sehr kurzen Beobachtungszeit können derartig ausgedehnte Extensionen derzeit noch nicht für die generelle Anwendung empfohlen werden²⁸.

Aus der zur Verfügung stehenden Literatur wird ersichtlich, dass die klinische Anwendung CAD/CAM-gefertigter Stegkonstruktionen zur Abstützung/Verankerung von Unterkieferdeckprothesen auf in der Regel 2 bis 4 Implantaten erfolgt. Dies ist in mehreren Studien mit Beobachtungszeiten von bis zu 7 Jahren dokumentiert^22–28. Insgesamt zeigen die vorliegenden klinischen Daten, dass derartige Konstruktionen eine vergleichsweise geringe technische Komplikationsquote aufweisen. Insbesondere im Vergleich zu konventionell gefertigten Stegkonstruktionen (Edelmetallstege aus präfabrizierten Komponenten) konnte eine signifikante Reduktion der technischen Komplikationen festgestellt werden^22,24,25.

Werden Stegkonstruktionen als Elemente der starren Lagerung verwendet, sollte die Länge der distale