Dr. med. dent. Aiste Gintaute

Die digitalen Technologien haben neue Wege für die interdisziplinäre rekonstruktive Zahnmedizin und die Implantologie ermöglicht. Heutzutage können verschiedene virtuelle Datensätze in einer Software bearbeitet und zusammengefügt werden, was zu mehr Informationen am Bildschirm und der mehrschichtigen Visualisierung der klinischen Situation führt. In der Implantologie spielen die neuen Technologien eine wichtige Rolle für die dreidimensionale präimplantologische Diagnostik und die präzise, prothetisch orientierte Implantatplanung. Der aktuelle Fokus liegt nicht mehr nur auf der erfolgreichen Osseointegration des Implantats, sondern auch auf der Implantatprothetik, die ästhetischen und funktionellen Herausforderungen entsprechen muss, sowie auf der vereinfachten Durchführung der geplanten Behandlung. In ihrem Beitrag aus der Implantologie 1/17 gibt Dr. Aiste Gintaute einen Überblick über die digitalen Technologien in der Implantologie und präsentiert verschiedene Möglichkeiten des digitalen Workflows.

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

Die Entwicklung und Etablierung der neuen Behandlungsstrategien in der digitalen Zahnmedizin stehen heutzutage im Fokus. Die neuen Technologien haben das Ziel, genauere Daten zu akquirieren, eine bessere Diagnostik sowie den Behandlungsplan zu erstellen und eine schnellere und qualitativ bessere Behandlung durchzuführen. Neben der sogenannten Lernkurve sind die Kosten für die Implementierung von neuen Techniken momentan als Nachteil zu sehen.

In der Implantologie werden die neuen Technologien ebenfalls immer häufiger in der Diagnostik, Planung und Behandlung eingesetzt. Ein Beispiel ist die Verwendung der digitalen Volumentomografie (DVT) und der computernavigierten Implantatchi­rurgie, in der die 3-D-Diagnostik sowie die prothetisch-orientierte Implantatplanung eine entscheidende Rolle für den Erfolg der Behandlung haben.

Dieser Artikel liefert eine Übersicht über die Möglichkeiten der digitalen Datensammlung und Implantatdiagnostik. Es wird die computergeführte, prothetisch-orientierte Implantationsplanung sowie die Herstellung verschiedener Arten von Bohrscha­blonen erläutert. Die Konstruktionsmöglichkeiten und die zur Verfügung stehenden Materialien der prothetischen Versorgungen auf Implantaten werden ebenfalls veranschaulicht.

Abb. 1 Darstellung der drei Komponenten der digitalen Zahnmedizin.

Die Komponenten der digitalen Zahnmedizin

Digitale Zahnmedizin kann in drei Hauptkomponenten eingeteilt werden. Dies sind die Datenakquisition, die Datenbearbeitung und Planung sowie die Herstellung des geplanten Objekts und die Ausführung der Behandlung¹. Zusammen mit den spezifischen Möglichkeiten und Methoden, die jede Komponente beinhaltet, kann der chirurgische und/oder prothetische Workflow digital realisiert werden (Abb. 1).

Datenakquisition

Die Datenakquisition beinhaltet die Informationen, die von verschiedenen Geräten bzw. mit unterschiedlichen Mitteln gewonnen werden. Dazu gehören nicht nur der optische Scan mittels Intraoral-, Gesichts- oder Laborscanner, sondern auch Computertomografieaufnahmen (CT) bzw. DVT-Aufnahmen. Weitere Informationen wie Befundaufnahme, Fotos und Videos gehören ebenfalls zu den Maßnahmen der Datenakquisition.

Die Einführung der digitalen Volumentomografie in der Implantatdiagnostik und -chirurgie hat die Qualität der Behandlung beeinflusst und positiv verändert. Die anatomischen Strukturen wie Mandibularkanal, Kieferhöhlen, Ausmaß des zahnlosen Knochens, Abstand zu den Nachbarzähnen oder Nachbarimplantaten können vor dem operativen Eingriff berücksichtigt werden². Allerdings haben die Einzelröntgenaufnahmen im Zusammenhang mit der entsprechenden klinischen Diagnostik im indizierten Fall nach wie vor eine Daseinsberechtigung. Die klinischen Umstände, die nicht in einer Röntgenaufnahme sicher dargestellt oder evaluiert werden können (zum Beispiel sagittale Alveolarkamminklination, sagittales Ausmaß des Knochens, Volumen des Knochentransplantats, Knochendichte usw.) sowie ein Bedarf für computergeführte Planung und Implantation fordern eine weitere Untersuchung mittels DVT^3,4. Verglichen mit einer konventionellen medizinischen mehrschichtigen CT-Aufnahme, erzielt diese hochqualitative röntgenologische 3-D-Untersuchung die axialen, Panorama- und Querschnittsbilder der Anatomie bei geringerer Strahlendosis^5–8. 

Jede DVT-Aufnahme hat allerdings bestimmte Limitationen, wie zum Beispiel bestehende Artefakte oder verzerrt abgebildete Zähne bzw. Zahnfüllungen. Die Hauptursache liegt meistens bei im Mund vorhandenen Metallen oder Keramiken von unterschiedlichen Dichten, welche die Genauigkeit und Lesbarkeit einer DVT-Aufnahme verringern können. Trotz der Möglichkeit, Implantatposition, -länge, -durchmesser und -angulation im Knochen messen, evaluieren und simulieren zu können, beinhaltet eine DVT keine Weichgewebe- und prothetische Informationen. Diese Informationen sind für eine prothetisch-orientierte Implantationsplanung aber von Bedeutung und werden vor einem operativen Eingriff durch importierte weitere Daten von einem Intraoralscan oder Modellscan gewonnen.

Abb. 2 Die Ansicht der mehrteiligen Scankörper mit der unterschiedlichen 3-D-Geometrie.

Heutzutage ist es noch kompliziert, den zahnlosen Kiefer intraoral zu digitalisieren. Ein Grund dafür sind die fehlenden anatomischen Leitstrukturen (zum Beispiel Zähne oder Implantate) sowie die bewegliche Mukosa, die nicht statisch gescannt werden kann⁹. Andererseits ist ein intraoraler Scan bei den teilbezahnten Patienten eine klare Alternative zur konventionellen Abformung, da eine digitale Abformung der Zähne der Genauigkeit einer konventionellen entspricht^10,11. Die Studien zeigen außerdem, dass das digitale Verfahren schneller ist und von den Patienten besser akzeptiert wird, besonders wenn es sich um eine definitive Implantatabformung des teilbezahnten Kiefers handelt^12–14. Für eine digitale Implantatabformung werden die sogenannten Scankörper benötigt, um die dreidimensionale Position des Implantats virtuell zu übertragen¹⁵. Ein Scankörper ist eine auf dem Implantat verschraubte Struktur, welche die Funktion eines digitalen Abformpfostens hat. Die häufigsten Herstellungsmaterialien für Scankörper sind Metall und PEEK (Polyetheretherketon). Die Scankörper haben verschiedene 3-D-Geometrien und können entweder einteilig oder mehrteilig, bestehend aus einer Fixierungschraube und dem scanbaren Abutment, hergestellt werden. Verschiedene Scankörpergeometrien bieten Informationen über Tiefe, Rotation und Angulation des Implantats, die später in einem mittels Intraoralscanner-Software (IOS) rekonstruierten 3-D-Bild angezeigt werden (Abb. 2). 

Die Genauigkeit der digitalen Abformung mithilfe von Scankörpern und Intraoralscanner wurde leider noch nicht ausführlich untersucht. Allerdings zeigen Studienergebnisse, dass die Genauigkeit mit konventionellen Abformungen vergleichbar sein kann^16–20. Aktuell ist klar, dass bestimmte, in der klinischen Situation bestehende Faktoren die Genauigkeit der digitalen Abformung beeinflussen: die Technologie des Intraoralscanners²¹, die Notwendigkeit für intraorales Pudern^22,23, die Methode bzw. Strategie des Scanningprozesses²², eine zitternde Hand während der Digitalisierung²⁴ sowie die Erfahrung des Zahnarztes, die Bewegungen des Patienten, die Präsenz von Speichel und die beweglichen Mukosabereiche⁹.

Prothetisch-orientierte Implantatplanung

Heutzutage beinhaltet eine erfolgreiche Implantatversorgung nicht mehr ausschließlich die Osseointegration der Implantate, sondern auch deren ästhetische und funktionsgerechte prothetische Versorgung. Eine ungünstige Implantatposition führt zu einem fraglichen Erfolg der Implantatkonstruktion und demzufolge ist die sorgfältige präoperative und prothetisch-orientierte Planung entscheidend.

Tab. 1 Verschiedene Möglichkeiten einer Navigationssoftware, um die Diagnostik, den Behandlungsplan und die Durchführung einer Implantation zu verbessern.

Die rasche Entwicklung und die Implementierung der digitalen Technologien in der Zahnmedizin ermöglichen es, verschiedene Datensätze in eine Planungssoftware zu importieren, sie zu bearbeiten, zusammenzufügen und zu analysieren. Das virtuelle Potenzial liefert mehr Informationen am Bildschirm, wodurch die Diagnostik vereinfacht und der Behandlungsplan verbessert wird. Mithilfe der auf dem Markt existierenden Navigations- bzw. Planungssoftware wird die Implantatposition nicht nur anhand anatomischer Strukturen, sondern auch in Bezug auf die prothetischen Anforderungen geplant (Tab. 1).

Es gibt momentan drei Möglichkeiten, die prothetische Information virtuell in eine Planungssoftware zu integrieren:

• Herstellung einer Röntgenschablone anhand eines neuen Set-ups.
• Umwandlung einer bestehenden Prothese zu einer Röntgenschablone.
• Ausführung eines virtuellen Set-ups.

Herstellung einer Röntgenschablone anhand eines neuen Set-ups

Die Patienten mit mehreren und größeren unbezahnten Kieferanteilen sowie die zahnlosen Patienten in der ersten prothetischen Phase benötigen meistens ein laborgefertigtes diagnostisches Set-up, um die Position der Zähne, die Angulation, die Okklusion sowie Ästhetik und Phonetik zu kontrollieren. Dies ist besonders wichtig, wenn ein zahnloser Defekt im Frontzahnbereich liegt. Da so die Möglichkeit besteht, ein Implantat anhand einer bestimmten Kronenposition zu inserieren, führt diese Methode zu einer günstigen prothetischen Versorgung, das heißt, zu weniger angulierten Implantatpfosten und/oder zu einem günstig liegenden Eingang des Schraubenkanals bei den verschraubten Restaurationen.

Abb. 3 Anhand eines Set-ups hergestellte Röntgenschablone für den teilbezahnten Patienten. Röntgenschablone mit den durchgebohrten, der Zahnachse entsprechenden Kanälen im Labor, ...

Abb. 4 ... in einer DVT-Aufnahme ...

Abb. 5 ... und im Mund des Patienten.

Eine Röntgenschablone ist eine exakte Kopie des vorher im Mund anprobierten und eventuell korrigierten Set-ups, in der die Zähne aus röntgenopakem Bariumsulfat und die Auflage aus Harz hergestellt sind. Jeder Zahn in der Röntgenschablone hat einen durchgebohrten, der Zahnachse und Zahnmitte entsprechenden Kanal, der als nicht röntgenopaker Kanal in einem röntgenopaken Zahn in einer DVT-Aufnahme erkennbar ist (Abb. 3 bis 5). Somit erhält man eine exakte und für eine Implantatposition wichtige Information über die Zahnachse, Zahnmitte und die prothetische Zahnlage in der Zahnreihe.

Umwandlung einer bestehenden Prothese zu einer Röntgenschablone

In manchen klinischen Situationen, wenn eine stabile, ästhetisch und funktionell suffiziente Teil- oder Totalprothese vorhanden ist, ist ein neues Set-up nicht notwendig.

Abb. 6 Oberkiefertotalprothese mit röntgenfähigen Glasperlen und die Zahnachse darstellenden Guttaperchastreifen, die anstelle einer Röntgenschablone für eine DVT-Aufnahme verwendet wird.

Abb. 7 Ansicht der gleichen Oberkiefertotalprothese in einer DVT-Aufnahme (3-D-Rekonstruktion der Prothese) mit anhand prothetischer Zahnposition geplanten Implantatstellen.

In einem solchen Fall kann man die bestehende Prothese duplizieren und somit eine Röntgenschablone herstellen. Bei den zahnlosen Kiefern kann man anstelle einer Röntgenschablone die radioopaken Marker auf der Basisprothese in der Nähe der Umschlagfalte in verschiedenen Höhen befestigen. Die Marker helfen dabei, den nicht röntgensichtbaren Kunststoff der Prothese in der DVT-Aufnahme erkennbar zu machen. Es wird empfohlen, mindestens acht Marker aus Guttapercha oder Glasperlen zu befestigen, um eine bestmögliche Erkennbarkeit zu sichern. Um die prothetischen Achsen der Zähne zu bestimmen, können noch dazu Guttaperchastreifen zentral an allen drei Oberflächen, d. h. okklusal, bukkal/labial und palatinal/lingual an den Zähnen, befestigt werden. Eine auf diese Art und Weise vorbereitete Prothese wird Scanprothese genannt. In einer DVT-Untersuchung wird die Scanprothese zweimal digitalisiert: im Mund und extraoral. Dies ist ein sogenanntes Doppelscanverfahren, durch das sich die Möglichkeit ergibt, später in der Planungssoftware beide Scans zu überlagern und die anatomischen Strukturen mit und ohne prothetische Information visualisieren zu können (Abb. 6 und 7).

Abb. 8 Virtuelles Set-up des Zahns 46 und entsprechende Planung der Implantatposition.

Ausführung eines virtuellen Set-ups

Bei teilbezahnten Patienten mit kleinen interdentalen Defekten benötigt man keine Röntgenschablone, wenn nur einzelne Zähne fehlen. Es gibt zwei Möglichkeiten, die prothetische Information in solchen Fällen zu übertragen. Bei der ersten Möglichkeit wird ein im Labor hergestelltes Set-up im Mund abgeformt, in optische Scandaten umgewandelt und in einer Software zusammen mit einer DVT-Aufnahme überlagert. Bei der zweiten Möglichkeit wird ein virtuelles Set-up direkt in einer Software angefertigt. Somit wird die Implantatposition anhand der prothetischen Information zur entsprechenden Lage der virtuellen Zähne bestimmt (Abb. 8).

Abb. 9 Insuffiziente Passung einer Röntgenschablone im Oberkiefer: ein sichtbarer Spalt zwischen Röntgenschablone und Mukosa in sagittalem ...

Abb. 10 ... und vertikalem Schnitt.

Die Passung der Scanprothese bzw. der Röntgenschablone spielt eine besonders wichtige Rolle für die Genauigkeit der Implantatplanung und für die Herstellung der Bohrschablone. Falls ein Spalt zwischen der Scanprothese bzw. Röntgenschablone und der Schleimhaut in einer DVT-Aufnahme sichtbar ist, bedeutet dies, dass die Passung im Mund nicht optimal war. So kann ein Fehler zustande kommen, der von der diagnostischen Situation auf die Bohrschablone und später auf die Implantatpositionen übertragen wird. Die Scanprothese oder Röntgenschablone, die keine gute Passung aufweist, soll entweder direkt unterfüttert oder la­bortechnisch korrigiert bzw. neu hergestellt werden, um eine möglichst exakte Information in einer DVT-Aufnahme zu erzielen (Abb. 9 und 10).

Nachdem die prothetische Information erfolgreich in eine Planungssoftware importiert wurde und die Implantatpositionen geplant sind, folgt die Kon­struktion der Bohrschablone. Bohrschablonen können von verschiedenen anatomischen Strukturen unterstützt werden und sind somit in drei verschiedenen Kategorien eingeteilt: schleimhaut-, zahn- und ­knochengetragene Bohrschablonen.

Abb. 11 DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine)-Daten eines dreidimensional rekonstruierten Unterkiefers in einer DVT-Aufnahme ...

Abb. 12 ... und STL (Standard Tesselation Language)-Daten des gleichen Unterkiefermodells, das in einem Laborscanner digitalisiert wurde.

Abb. 13 In einer Software überlagerte Datensätze einer DVT-Aufnahme und eines Laborscans.

Abb. 14 Das ausgewertete Ausmaß des Zahnfleisches im Zusammenhang mit den Positionen der geplanten Implantate.

Um eine schleimhaut- oder zahn-schleimhautgetragene Bohrschablone zu erstellen, benötigt man die Weichgewebeinformation. Die Weichgewebestrukturen sind in einer DVT-Aufnahme nicht gut dargestellt und müssen deswegen zusätzlich durch den optischen Scan aufgenommen werden. Entweder nimmt man eine konventionelle Abformung und scannt das Gipsmodell in einem Laborscanner, oder man digitalisiert die Mundsituation direkt mit einem Intraoralscanner – beide Wege sind möglich. Die Weichgewebeinformation kann danach in die Planungssoftware übertragen werden und somit wird die exakte Morphologie und Dicke des Zahnfleischs bestimmt. Diese Information verwendet man, um einen Gingivaformer bzw. Implantatpfosten im Voraus auszuwählen und sich bereits vor einem operativen Eingriff zu entscheiden, ob zum Beispiel ein Bindegewebetransplantat notwendig ist. Außerdem wird die Kommunikation mit dem Zahntechniker ebenfalls vereinfacht, der schon vor der Operation ein passgenaues Provisorium erstellen kann (Abb. 11 bis 14).

Um eine zahngetragene Bohrschablone zu konstruieren, sind die vorgenannten optischen Daten eines hochauflösenden Labor- oder Intraoralscanners erforderlich. Dadurch erhält man präzise Informationen über die Oberflächen der Zähne, die in einer DVT-Aufnahme durch eine mögliche Verzerrung, zum Beispiel im Beisein von metallhaltigen Restaurationen, nicht so exakt abgebildet werden. Aus diesem Grund kann eine stabile zahngetragene Bohrschablone, basierend nur auf den DVT-Bildern, nicht erstellt und muss durch die Daten aus dem optischen Scan ergänzt werden.

Abb. 15 Verschiedene Workflows von digitalen Implantatplanungen bei teilbezahnten und zahnlosen Kiefern. Implantatplanung bei einem teilbezahnten Kiefer mit einem digitalen Set-up (Möglichkeit I), mit einer Röntgenschablone (Möglichkeit II) und mit einem im Labor hergestelltem Set-up (Möglichkeit III), um eine zahn-schleimhautgetragene Bohrschablone zu erstellen.

Abb. 16 Verschiedene Workflows von digitalen Implantatplanungen bei teilbezahnten und zahnlosen Kiefern. Implantatplanung beim zahnlosen Kiefer mit anhand des neuen Set-ups hergestellter Röntgenschablone (Möglichkeit I), mit anhand des Duplikats von bestehender Prothese hergestellter Röntgenschablone (Möglichkeit II) oder mit der bestehenden Prothese und befestigten radioopaken Markern (Möglichkeit III). Die grüne punktierte Linie bestimmt die notwendigen Maßnahmen, um eine schleimhautgetragene Bohrschablone herzustellen, welche bei der Herstellung von knochengetragenen Bohrschablonen nicht notwendig sind.

Abb. 17 Die geplanten Positionen der Verankerungsstifte (rosa) in einem Unterkiefer mit der Scanprothese und zwei geplante Implantate in der Interforaminalregion (gelb).

Abb. 18 Klinische Ansicht der schleimhautgetragenen und mit drei Verankerungsstiften fixierten Bohrschablone im Unterkiefer.

Eine knochengetragene Bohrschablone ist die einzige Bohrschablone, die hinsichtlich der Knocheninformation von einer DVT-Aufnahme konstruiert werden kann. Die Erstellung einer solchen Bohrschablone ist in den klinischen Situationen indiziert, in denen sich eine Schleimhauthypertrophie bzw. ein Schlotterkamm auf einem zahnlosen Kieferkamm befindet und die schleimhautgetragene Bohrschablone nicht optimal stabilisiert werden könnte. Eine andere Indikation wäre, wenn ein invasiver chi­rurgischer Eingriff auf einem zahnlosen Kiefer mit einer großen Lappenpräparation notwendig ist. In einem solchen Fall kann eine Bohrschablone nur auf dem Alveolarknochen stabilisiert werden (Abb. 17). Um eine zusätzliche Stabilisierung von knochen- oder schleimhautgetragenen Bohrschablonen zu erzielen, sind Verankerungsstifte erforderlich, deren Position in einer Navigationssoftware auch geplant werden kann (Abb. 18).

Abb. 19 Übersicht über die möglichen technischen Herstellungsverfahren einer Bohrschablone.

Herstellung einer Bohrschablone

In einem digitalen Workflow werden in der letzten Phase die umgearbeiteten Daten und die Informationen zum Design der erstellten Bohrschablone zu einer Herstellungsmaschine geschickt. Die Herstellung einer Bohrschablone jeglicher Art erfolgt entweder durch ein computergestütztes (CAM) oder ein nicht computergestütztes (Non-CAM) Verfahren. Als Non-CAM-Herstellungsverfahren bezeichnet man die Methode, bei der eine Röntgenschablone manuell in einem zahntechnischen Labor zu einer Bohrscha­blone umgearbeitet wird. Eine Alternative dazu ist das CAM-Verfahren mit einem subtraktiven oder additiven Herstellungsprozess (Abb. 19).

Abb. 20 Mit einem subtraktiven Schleifverfahren hergestellte Implantat-Bohrschablone im Oberkiefer.

Abb. 21 Mit einem stereolithografischen Verfahren hergestellte Implantat-Bohrschablone im Oberkiefer.

Das subtraktive Schleifverfahren ist eine relativ neue Herstellungsmethode in der Implantologie. Es führt zu einer schnelleren und unkomplizierteren Produktion der Bohrschablone mit hoher Genauigkeit. Auf diese Weise hergestellte Bohrschablonen bleiben stabil, weil das Herstellungsmaterial in seinem endgültigen Zustand ist und nicht wie bei einem 3-D-Druckverfahren oder einer Stereolithografie zusätzlich fotopolymerisiert oder syntherisiert werden muss (Abb. 20). Andererseits ist das additive Verfahren (Stereolithografie oder 3-D-Druckverfahren) bereits relativ lange in der Implantologie etabliert. Der Herstellungsverlauf ist im Vergleich mit dem subtraktiven Verfahren langsamer und benötigt mehr Erfahrung. Die Bohrschablonen mit dieser Methode sind im Laufe der Zeit weniger stabil aufgrund der Postpolymerisation im Herstellungsablauf (Abb. 21).

Die meisten Arten von Bohrschablonen haben den geplanten Implantatpositionen entsprechende Hülsen. Die Hülsen sichern, zusammen mit den externen, verschiedenen Bohrergrößen entsprechenden Schlüsseln, eine intraoperative dreidimensionale Führungskontrolle des Implantatbohrers. Somit werden die Positionierung, die Abwinkelung und die Tiefe des Bohrers und schlussendlich auch des Implantats kontrolliert.

Genauigkeit der navigierten Implantation

Die Hauptidee der computergeführten Implantologie ist es, einen präziseren, sicheren und schnelleren chi­rurgischen Eingriff zu gewährleisten²⁵. In einer randomisierten klinischen Studie wurde publiziert, dass die Freihandimplantation viel ungenauer als die navigierte erschien²⁶. Allerdings ist offensichtlich, dass die Navigation selbst keine absolute Genauigkeit sichert. Die erfassten Werte haben gezeigt, dass die computergeführte Implantation einen Fehler im Eintrittsbereich von 0,74–1,12 mm und am Apex von 0,86–1,39 mm hat^27–29. Die Faktoren, welche die Fehler beeinflussen, liegen in der Datenfusion, wo die verschiedenen Datenformate konvertiert sein müssen, um eine weitere Analyse und Planung in einer Navigationssoftware durchführen zu können. Die Metallstreuung und fehlende Auflösung in einer DVT-Aufnahme sowie ein ungenauer Intraoral- oder Laborscan führen auch zu möglichen Fehlern in der Planungs- und Herstellungsphase der Bohrschablone²⁵. Außerdem beeinflussen eine Limitation der Mundöffnung und eine nicht hundertprozentige Passung der Bohrschablone (aufgrund eines massiven Zahnengstands oder bei zahnlosen Patienten aufgrund von Schleimhauthypertrophie bzw. Schlotterkamm) die Genauigkeit der Implantatposition ebenso negativ³⁰.

Es ist offensichtlich, dass die Abfolge von kleineren Fehlern, die in dem gesamten diagnostischen, technischen und chirurgischen Ablauf auftreten, sich akkumulieren und damit zu einer größeren Abweichung der eingesetzten Implantatposition führen²⁷. Andererseits ist die Entwicklung der computergeführten Technologien vielversprechend und kann in vielen Fällen schon heute sehr hilfreich sein.

Computergeführte Implantologie und prothetische Versorgung

Die ästhetischen Anforderungen sind heutzutage in vielen klinischen Situationen dominant und führen zum Bedürfnis der sofortigen Implantatversorgung. Mithilfe der dreidimensionalen Implantationsplanung kann die prothetische Versorgung parallel geplant und vor der Implantation hergestellt werden.

Bei einem einzelnen Defekt kann die provisorische Krone mit einem CAD/CAM(computergestütztes Design/computergestützte Herstellung)-Verfahren vorbereitet werden. Das Provisorium wird auf dem gleichen Implantationsplan in einer Software kon­struiert, vorgefertigt und zusammen mit der Bohrschablone und dem Implantatpfosten geliefert³¹. Eine andere Möglichkeit ist, das eingesetzte Implantat mit einem Scankörper zu digitalisieren und einige Stunden nach der Implantation mit einer hergestellten Krone und einem Implantatpfosten zu versorgen. Das gleiche Vorgehen ist auch für die definitive Versorgung anwendbar (Münchener Implantatkonzept; On1 Versorgungskonzept von Nobel Biocare Services AG, Zürich, Schweiz)^32,33 mit der Option, die definitive digitale Abformung direkt von dem vorher im Mund befestigten Abutment zu nehmen (Immediate-Smile-Konzept von Dentsply Implants, Mannheim)³¹. 

Anhand einer neuen Klassifikation dentaler Keramiken und keramikähnlicher Werkstoffe von Gracis et al.³⁴ können die definitiven Kronen auf Implantaten konventionell oder digital hergestellt werden aus:

• Glasmatrixkeramiken: nicht metallische anorganische Keramikmaterialien, die eine Glasphase enthalten, 
• polykristalline Keramiken: nicht metallische anorganische Keramikmaterialien, die keine Glasphase enthalten,
• Kompositmaterialien: Polymermatrizen, die überwiegend anorganische refraktäre Verbindungen enthalten und dazu Porzellane, Gläser, Keramiken und Glaskeramiken einschließen können.

Wenn ein zahnloser Patient mit einer implantatgetragenen Prothese versorgt werden soll, kann die Prothese mithilfe der Bohrschablone auch schon vor der Operation hergestellt werden. Die Bohrscha­blone kann mit verschiedenen Laborkomponenten, die analog zu den Implantaten an der geplanten Position gehalten werden, die Herstellung eines Gipsmodells ermöglichen, das die klinische Situation nach der Implantation imitiert³⁵. Eine Alternative zu dem oben genannten Verfahren ist, das anatomische, in einer Software rekonstruierte 3-D-Patientenkiefermodell auszudrucken³⁶. In dem Modell sind vorgefertigte Stellen für Implantatanaloge platziert, die genau die gleiche Position und Neigung haben wie die in einer Navigationssoftware geplanten Implantate. Die implantatgetragene Prothese wird auf einem solchen Modell hergestellt und bei Bedarf im Mund noch unterfüttert. Eine weitere Möglichkeit ist das digitale Verfahren, d. h. ein Dentallabor hat die virtuellen Daten der Implantatplanung zur Verfügung und somit kann die implantatgetragene Prothese mit dem CAD/CAM-Verfahren vorgefertigt werden³⁶.

Die verschiedenen subtraktiven und additiven CAD/CAM-Herstellungsverfahren ermöglichen heutzutage die Anwendung von diversen Materialien: Keramiken, Kunststoffe und Metalllegierungen. Trotz der neuen additiven Technologien (zum Beispiel 3-D-Druckverfahren, selektives Lasersintern oder Digital Light Processing^37–39, die die digitale Zahnmedizin allmählich penetrieren, sind die meisten Werkstoffe subtraktiv mit Schleif- und Fräsverfahren verarbeitet.

Abb. 22 Das Prettau-Sekundärteil (Zirkonzahn GmbH/Srl, Gais, Italien) einer Stegprothese aus monolithischen Zirkondioxid ...

Abb. 23 Das Prettau-Sekundärteil (Zirkonzahn GmbH/Srl, Gais, Italien) einer Stegprothese aus monolithischen Zirkondioxid ...

Abb. 24 ... mit den ausgeschliffenen PEEK-Einlagen für die Friktion.

Um eine implantatgetragene Konstruktion herzustellen, sind verschiedene Materialkombinationen möglich. Eine herausnehmbare implantatgetragene Lösung besteht aus einer primären und sekundären Suprakonstruktion, die entweder aus Titan, Kobalt-Chrom-Legierung oder Zirkondioxid hergestellt werden kann. Die Primärstruktur ist auf den Implantaten verschraubt und das abnehmbare Sekundärteil ist durch Friktion und Halteelemente auf der Primärstruktur befestigt. Bei der Sekundärstruktur handelt es sich entweder um eine Brücken- oder Hybridkon­struktion. Eine Brückenkonstruktion kann mit Keramik- oder Kompositverblendungen individualisiert werden, während Hybridkonstruktionen mit Kunststoffzähnen und Prothesenkunststoff fertiggestellt werden. Heutzutage gibt es auch die Möglichkeit, das Sekundärteil monolithisch aus Zirkondioxid herzustellen, welches nachher mit verschiedenen Farboxyden koloriert wird. Die Friktion einer solchen Sekundärstruktur ist durch eine Einlage aus PEEK oder Friktionsmatrizen aus Nylon gewährleistet (Abb. 22 bis 24)⁴⁰.

Abb. 25 Mit einem Laborscanner digitalisiertes Gipsmodell mit dem Set-up, ...

Abb. 26 ... digitale Gerüstgestaltung anhand des vorher digitalisierten Set-ups, ...

Abb. 27 ... aus einer Kobalt-Chrom-Legierung hergestelltes Brückengerüst (ATLANTIS™ ISUS, Dentsply Implants, Mannheim).

Eine implantatgetragene festsitzende Konstruktion für teil- oder unbezahnte Kiefer kann ebenfalls als Hybridkonstruktion oder Brücke aus Titan, Kobalt-Chrom-Legierung oder Zirkondioxid hergestellt werden. Für die digitale Herstellung einer solchen Konstruktion wird ein diagnostisches Set-up benötigt. Das Gipsmodell mit dem Set-up und den befestigten Laborscankörpern wird mithilfe eines Laborscanners digitalisiert. Anhand des eingescannten Set-ups wird das Gerüst digital gestaltet und anschließend gefräst oder geschliffen. Die Verblendung des Gerüsts erfolgt manuell mit Komposit oder Glaskeramik (Abb. 25 bis 27).

Abb. 28 Gefräste, ungesinterte, monolithische Prettau-Brückenkonstruktionen aus Zirkondioxid mit manuell reduzierten vorderen Oberflächen in den Zahnbereichen von 13 bis 23 ...

Abb. 29 ... und Individualisierung mit der Maltechnik (Colour Liquid Prettau Aquarell).

Abb. 30 Fertigstellung der monolithischen Prettau-Zirkondioxid-Brücken auf 6 Implantaten im Oberkiefer ...

In der letzten Zeit werden die monolithischen Zirkondioxid-Konstruktionen mehr und mehr für die prothetische implantatgetragene Versorgung ausgewählt. Die verschiedenen Studien haben gezeigt, dass die physikalischen, mechanischen, biologischen und chemischen Eigenschaften von Zirkondioxid beachtlich sind^41–47. Allerdings gibt es noch keine klinischen Langzeitstudien über die Stabilität solcher Rekonstruktionen im Laufe der Zeit, die Auswirkung auf die Implantate, den perimplantären Knochen und den Antagonisten. Ausgehend von der klinischen Erfahrung sind die meisten Zirkondioxid-Konstruktionen monolithisch hergestellt, koloriert und im Frontzahnbereich mit Glaskeramik verblendet, um Stabilität und Ästhetik zu gewährleisten (Abb. 30 und 31)^48,49.

Abb. 31 ... und vier Implantaten im Unterkiefer mit Bemalung und Glaskeramikverblendung in den Zahnbereichen von 13 bis 23.

Schlussfolgerungen und Zukunftsaussichten

Die digitalen Entwicklungen in der rekonstruktiven Zahnmedizin und Implantologie haben neue Möglichkeiten im interdisziplinären Vorgehen bei der Behandlungsplanung und -effektivität geöffnet. In allen Bereichen der digitalen Zahnmedizin werden weitere vielversprechende Fortschritte gemacht, die mehr und mehr im Alltag Einzug halten werden. Momentan (Stand 1. Quartal 2017, Anm. d. Red.)  gibt es noch keine Möglichkeit, die dynamischen Datensätze, wie zum Beispiel ein dynamisches Gesichtsscan mit aktiver Gesichtsmimik und die statischen Datensätze von DVT-Aufnahmen und von einem optischen Scan, digital zusammenzufügen. Dies bedeutet, dass in den meisten Fällen nur die statischen Datensätze manipuliert werden können. Es kann aber immer noch nicht visualisiert werden, wie sich das Gesichts- und Lippenprofil, die Sprache, das Lachen und die Dynamik der Patienten, abhängig von der prothetisch geplanten Zahnposition, ändern können. Die Entwicklung dieser sogenannten Morphing-Funktion wird in der Planungssoftware eine größere Bedeutung haben. Das weitere Ziel wird die genauere Datenakquisition sein, um schnellere und einfachere Datenbearbeitung und sichere Behandlung zu ermöglichen. In Zukunft werden die DVT-Untersuchungen immer geringere Strahlendosen verursachen und die Metallartefakte können eliminiert werden, um die präzise Bildgebung zu erreichen. Die Berechnungsalgorithmen der Planungssoftware werden ebenfalls weiterentwickelt, um mehrere und verschiedene Datensätze überlagern zu können und so das Design der geplanten Konstruktion zu vereinfachen. Fortschritte werden auch in den Herstellungsmethoden und bei den Materialien erwartet. Die additive Herstellung, besonders das 3-D-Druckverfahren, wird sicherlich schneller und genauer werden und dann öfters zusammen mit neuen Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften in der Zahnmedizin verwendet. Diese und noch weitere Entwicklungen werden den Workflow weiter vereinfachen und beschleunigen. Es ist eine Frage der Zeit, wann diese Punkte im Alltag realisiert werden können.

Ein Beitrag von Dr. med. dent. Aiste Gintaute und Prof. Dr. med. dent. Wael Att, beide Freiburg

Literatur

1. Att W, Girard M. Digital workflow in reconstructive dentistry. In: Ferencz JL, Silva NRFAS, Navarro JM (ed). High strength ceramics: Interdisciplinary Perspectives. Berlin: Quintessence, 2014:260–277.

2. Geng W, Liu C, Su Y, Li J, Zhou Y. Accuracy of different types of computer-aided design/computer-aided manufacturing surgical guides for dental implant placement. Int J Clin Exp Med 2015;8:8442–8449.

3. Benavides E, Rios HF, Ganz SD, An CH, Resnik R, Reardon GT, et al. Use of cone beam computed tomography in implant dentistry: the International Congress of Oral Implantologists consensus report. Implant Dent 2012;21:78–86.

4. Bornstein MM, Scarfe WC, Vaughn VM, Jacobs R. Cone beam computed tomography in implant dentistry: a systematic review focusing on guidelines, indications, and radiation dose risks. Int J Oral Maxillofac Implants 2014;29(Suppl):55–77.

5. Guerrero ME, Jacobs R, Loubele M, Schutyser F, Suetens P, van Steenberghe D. State-of-the-art on cone beam CT imaging for preoperative planning of implant placement. Clin Oral Investig 2006;10:1–7.

6. Harris D, Horner K, Grondahl K, Jacobs R, Helmrot E, Benic GI, et al. E.A.O. guidelines for the use of diagnostic imaging in implant dentistry 2011. A consensus workshop organized by the European Association for Osseointegration at the Medical University of Warsaw. Clin Oral Implants Res 2012;23:1243–1253.

7. D’souza KM, Aras MA. Applications of computer-aided design/computer-assisted manufacturing technology in dental implant planning. J Dent Implants 2012;2:37–41.

8. Loubele M, Bogaerts R, Van Dijck E, Pauwels R, Vanheusden S, Suetens P, et al. Comparison between effective radiation dose of CBCT and MSCT scanners for dentomaxillofacial applications. Eur J Radiol 2009;71:461–468.

9. Patzelt SB, Vonau S, Stampf S, Att W. Assessing the feasibility and accuracy of digitizing edentulous jaws. J Am Dent Assoc 2013;144:914–920.

10. Ender A, Mehl A. Full arch scans: conventional versus digital impressions – an in-vitro study. Int J Comput Dent 2011;14:11–21.

11. Ender A, Mehl A. In-vitro evaluation of the accuracy of conventional and digital methods of obtaining full-arch dental impressions. Quintessence Int 2015;46:9–17.

12. Lee SJ, Gallucci GO. Digital vs. conventional implant impressions: efficiency outcomes. Clin Oral Implants Res 2013;24:111–115.

13. Patzelt SB, Lamprinos C, Stampf S, Att W. The time efficiency of intraoral scanners: an in vitro comparative study. J Am Dent Assoc 2014;145:542–551.

14. Wismeijer D, Mans R, van Genuchten M, Reijers HA. Patients’ preferences when comparing analogue implant impressions using a polyether impression material versus digital impressions (Intraoral Scan) of dental implants. Clin Oral Implants Res 2014;25:1113–1118.

15. Andriessen FS, Rijkens DR, van der Meer WJ, Wismeijer DW. Applicability and accuracy of an intraoral scanner for scanning multiple implants in edentulous mandibles: a pilot study. J Prosthet Dent 2014;111:186–194.

16. Gherlone E, Cappare P, Vinci R, Ferrini F, Gastaldi G, Crespi R. Conventional Versus Digital Impressions for “All-on-Four” Restorations. Int J Oral Maxillofac Implants 2016;31:324–330.

17. Karl M, Graef F, Schubinski P, Taylor T. Effect of intraoral scanning on the passivity of fit of implant-supported fixed dental prostheses. Quintessence Int 2012;43:555–562.

18. Lee SJ, Betensky RA, Gianneschi GE, Gallucci GO. Accuracy of digital versus conventional implant impressions. Clin Oral Implants Res 2015;26:715–719.

19. Papaspyridakos P, Gallucci GO, Chen CJ, Hanssen S, Naert I, Vandenberghe B. Digital versus conventional implant impressions for edentulous patients: accuracy outcomes. Clin Oral Implants Res 2016;27:465–472.

20. Vandeweghe S, Vervack V, Dierens M, De Bruyn H. Accuracy of digital impressions of multiple dental implants: an in vitro study. Clin Oral Implants Res 2016; [Epub ahead of print].

21. Patzelt SB, Emmanouilidi A, Stampf S, Strub JR, Att W. Accuracy of full-arch scans using intraoral scanners. Clin Oral Investig 2014;18:1687–1694.

22. Ender A, Mehl A. Influence of scanning strategies on the accuracy of digital intraoral scanning systems. Int J Comput Dent 2013;16:11–21.

23. Kim JH, Kim KB, Kim SH, Kim WC, Kim HY, Kim JH. Quantitative evaluation of common errors in digital impression obtained by using an LED blue light in-office CAD/CAM system. Quintessence Int 2015;46:401–407.

24. Mada SK, Smith ML, Smith LN, Midha PS. Overview of passive and active vision techniques for hand-held 3D data acquisition. In: Opto-Ireland 2002: Optical Metrology, Imaging, and Machine Vision, Conference Proceedings. Bellingham: SPIE – The International Society for Optical Engineering, 2003:16–27.

25. Moon SY, Lee KR, Kim SG, Son MK. Clinical problems of computer-guided implant surgery. Maxillofac Plast Recontr Surg 2016;38:15.

26. Vercruyssen M, Cox C, Coucke W, Naert I, Jacobs R, Quirynen M. A randomized clinical trial comparing guided implant surgery (bone- or mucosa-supported) with mental navigation or the use of a pilot-drill template. J Clin Periodontol 2014;41:717–723.

27. Jung RE, Schneider D, Ganeles J, Wismeijer D, Zwahlen M, Hammerle CH, et al. Computer technology applications in surgical implant dentistry: a systematic review. Int J Oral Maxillofac Implants 2009;24(Suppl):92–109.

28. Tahmaseb A, Wismeijer D, Coucke W, Derksen W. Computer technology applications in surgical implant dentistry: a systematic review. Int J Oral Maxillofac Implants 2014;29(Suppl):25–42.

29. Van Assche N, Vercruyssen M, Coucke W, Teughels W, Jacobs R, Quirynen M. Accuracy of computer-aided implant placement. Clin Oral Implants Res 2012;23(Suppl 6):
112–123.

30. Di Giacomo GA, Cury PR, de Araujo NS, Sendyk WR, Sendyk CL. Clinical application of stereolithographic surgical guides for implant placement: preliminary results. J Periodontol 2005;76:503–507.

31. Dentsply Implants (Hrsg). Immediate Smile^® mit ATLANTIS^™ Abutments – klinische und labortechnische Anleitung. Immediate Smile mit ATLANTIS Abutments. http://www.dentsplyimplants.de/~/media/M3 Media/DENTSPLY IH/1221410 Immediate Smile featuring ATLANTIS Abutment.ashx (abgerufen: 16.02.2017).

32. Beuer F, Schweiger J, Hey J, Güth JF, Edelhoff D, Stimmelmayr M. Das Münchener Implantatkonzept (MIC): Eine praxisreife Kombination von Intraoralscanner und digitaler Fertigung. DZZ 2014;69:336–342.

33. Nobel Biocare (Hrsg). On1 Versorgungskonzept. https://www.nobelbiocare.com/ch/de/home/products-and-solutions/treatment-concepts/on1-concept---nobel-biocare.html (abgerufen: 16.02.2017).

34. Gracis S, Thompson VP, Ferencz JL, Silva NR, Bonfante EA. A new classification system for all-ceramic and ceramic-like restorative materials. Int J Prosthodont 2015;28:227–235.

35. Nobel Biocare (Hrsg). Nobel Guide^® – Handbuch für schablonengeführte Chirurgie. Das All-on-4^® Behandlungskonzept. http://info.nobelbiocare.com/int/de/all-on-4-ebook (abgerufen:15.09.2016).

36. Dentsply Implants (Hrsg). Handbuch zum Verfahren – vom Scan, über den Entwurf zur Bohrschablone. Computergestützte Implantologie mit SIMPLANT. http://www.dentsplyimplants.de/~/media/M3 Media/DENTSPLY IMPLANTS/1224644 SIMPLANT Procedure Manual.ashx (abgerufen: 16.02.2017).

37. Ishida Y, Miyasaka T. Dimensional accuracy of dental casting patterns created by 3D printers. Dent Mater J 2016;35:
250–256.

38. Kim KB, Kim JH, Kim WC, Kim JH. Three-dimensional evaluation of gaps associated with fixed dental prostheses fabricated with new technologies. J Prosthet Dent 2014;112:1432–1436.

39. Park JY, Jeong ID, Lee JJ, Bae SY, Kim JH, Kim WC. In vitro assessment of the marginal and internal fits of interim implant restorations fabricated with different methods. J Prosthet Dent 2016;116:536–542.

40. Buhler NM, Teubner E, Marinello CP. [Zirconia in removable prosthodontics. A case report]. Schweiz Monatsschr Zahnmed 2011;121:659–678.

41. Carames J, Tovar Suinaga L, Yu YC, Perez A, Kang M. Clinical Advantages and Limitations of Monolithic Zirconia Restorations Full Arch Implant Supported Reconstruction: Case Series. Int J Dent 2015;2015:392496.

42. Guess PC, Att W, Strub JR. Zirconia in fixed implant prosthodontics. Clin Implant Dent Relat Res 2012;14:633–645.

43. Pozzi A, Holst S, Fabbri G, Tallarico M. Clinical reliability of CAD/CAM cross-arch zirconia bridges on immediately loaded implants placed with computer-assisted/template-guided surgery: a retrospective study with a follow-up between 3 and 5 years. Clin Implant Dent Relat Res 2015;17(Suppl 1):e86–96.

44. Sadid-Zadeh R, Liu PR, Aponte-Wesson R, O’Neal SJ. Maxillary cement retained implant supported monolithic zirconia prosthesis in a full mouth rehabilitation: a clinical report. J Adv Prosthodont 2013;5:209–217.

45. Limmer B, Sanders AE, Reside G, Cooper LF. Complications and patient-centered outcomes with an implant-supported monolithic zirconia fixed dental prosthesis: 1 year results. J Prosthodont 2014;23:267–275.

46. Cooper LF, Stanford C, Feine J, McGuire M. Prospective assessment of CAD/CAM zirconia abutment and lithium disilicate crown restorations: 2.4 year results. J Prosthet Dent 2016;116:33–39.

47. Sulaiman TA, Abdulmajeed AA, Donovan TE, Cooper LF, Walter R. Fracture rate of monolithic zirconia restorations up to 5 years: A dental laboratory survey. J Prosthet Dent 2016;116:436–439.

48. Venezia P, Torsello F, Cavalcanti R, D’Amato S. Retrospective analysis of 26 complete-arch implant-supported monolithic zirconia prostheses with feldspathic porcelain veneering limited to the facial surface. J Prosthet Dent 2015;114:506–512.

49. Rojas Vizcaya F. Retrospective 2- to 7-Year Follow-Up Study of 20 Double Full-Arch Implant-Supported Monolithic Zirconia Fixed Prostheses: Measurements and Recommendations for Optimal Design. J Prosthodont 2016.