Quintessenz Zahnmedizin, 09/2018

Im zahntechnischen Labor haben sich mit der Digitalisierung viele Arbeitsprozesse verändert. So hat in den vergangenen Jahren die computergestützte Fertigung von Zahnersatz einen stetig steigenden Anteil am Gesamtmarkt übernommen. Die digital gestützte Herstellung von Einzelstücken ist wirtschaftlich, effizient und ermöglicht eine große Präzision sowie eine hohe Materialreinheit. Zudem können Materialien verarbeitet werden, die dem Zahntechniker beim manuellen Vorgehen nicht zur Verfügung stehen. Grundsätzlich wird die digital gestützte Fertigung als CAD/CAM-Technologie bezeichnet. Nachdem sich das CAD/CAM-Fräsen bzw. -Schleifen als subtraktiver Prozess zum Herstellen von Zahnersatz (z. B. Kronen, Inlays) oder von Gerüststrukturen (z. B. Brückengerüst) etabliert hat, steht aktuell der 3-D-Druck als additive Technologie im Fokus. Der Beitrag stellt die additiven Fertigungsmöglichkeiten (3-D-Druck) im zahntechnischen Labor näher vor und gibt Einblicke in Anwendungsspektren. Parole chiave: Additive Fertigung, Bohrschablonen, Modelldruck, 3-D-Druck, Schienenherstellung

3-D-Druck entwickelt sich zum Megatrend in der Dentaltechnik, und Experten prognostizieren ein stürmisches Marktwachstum. Doch bei aller Euphorie gilt es beim 3-D-Druck von Dentalprodukten, die hohen Anforderungen in Bezug auf Präzision, Reproduzierbarkeit und den regulatorischen Rahmen im Blick zu behalten - und letztlich lohnt sich die Investition in einen 3-D-Drucker nur dann, wenn damit ein echter Produktivitätszuwachs verbunden ist. Der Beitrag zeigt am Beispiel eines industriellen Lösungsanbieters, wie der 3-D-Druckprozess in der Dentalbranche mit eigens entwickelten Technologien auf die Bedürfnisse im zahntechnischen Labor zugeschnitten und optimierte Lösungen auch bei besonderen Herausforderungen wie etwa der Herstellung von Bohrschablonen oder Implantat- und Stumpfmodellen entwickelt werden. Besonderes Augenmerk gilt dabei der Druckgeschwindigkeit, der Sicherheit und Reproduzierbarkeit des Herstellungsprozesses sowie der Passgenauigkeit des Endproduktes. Parole chiave: 3-D-Druck, Digital Light Processing, Bohrschablone, Stumpfmodell, Implantatmodell

Der 3-D-Druck hat Einzug in die Zahnarztpraxen und Zahnlabors gehalten und eröffnet neue Wege zur Patientenversorgung. Bei der Anwendung sogenannter additiver Fertigungsverfahren ist allerdings neben den regulatorischen Anforderungen das Produkthaftungsrecht zu beachten. Wer als Zahnarzt oder Zahntechniker diese noch jungen Herstellungsverfahren nutzt, sollte sich deshalb auch der damit verbundenen rechtlichen Risiken bewusst sein und diese mit einer qualifizierten anwaltlichen Beratung aktiv steuern. Die Empfehlungen der FDA können eine technische Orientierungshilfe bieten und sollten trotz ihrer Unverbindlichkeit als Best-Practice Grundsätze befolgt werden. Da beim 3-D-Druck von Zahnersatz eine Verarbeitung personenbezogener Gesundheitsdaten der Patienten erfolgt, ist auch die seit dem 25.05.2018 anzuwendende EU-Datenschutzgrundverordnung einzuhalten, bei deren Nichtbeachtung hohe Geldbußen drohen, die es durch geeignete und notwendige Maßnahmen abzuwenden gilt. Parole chiave: 3-D-Druck, additive Fertigungsverfahren, Zahnersatz, Compliance, Produkthaftung, Datenschutz, Risikomanagement

Die dreidimensionale Position des Implantats ist ein wichtiger Prognosefaktor für Implantate im Frontzahnbereich. Für die Planung und Umsetzung der Position stehen heute moderne dreidimensionale bildgebende Verfahren und entsprechende Planungssoftwares zur Verfügung. Schon länger können geplante Implantatpositionen in industriell gefertigte Schienen übertragen werden, die ein geführtes Implantieren erlauben. Neu ist die Möglichkeit, Oberflächenscans von Wachssimulationen und Set-ups mit den Datensätzen zu vereinen und so nach restaurativen Bedürfnissen planen zu können. Auch digitale Set-ups sind realisierbar. In dem Beitrag werden verschiedene Möglichkeiten zur digitalen Implantatplanung vorgestellt und die Optionen diskutiert. Parole chiave: Implantologie, Frontzahnimplantat, Implantatposition, digitale Volumentomographie, CAD/CAM-Implantatschablone, 3-D-Druck, Komplikationen

Augmentationen sind im Zusammenhang mit Implantationen nicht immer vermeidbar. Die dazu verwendeten konventionellen Titangitter werden zunehmend von patientenspezifischen Produkten abgelöst. Dieser Trend der individualisierten Medizin wird durch neue Techniken wie Reverse Engineering, Rapid Prototyping und Computer-Aided Design/ Computer-Aided Manufacturing (CAD/CAM) möglich. Der digitale Workflow führt zu einer Vernetzung der chirurgischen Tätigkeit und der prothetischen Planung. Eine präzise Bildgebung erlaubt eine Simulation des Eingriffs im Vorfeld am Computer und somit eine Verkürzung der eigentlichen Operationszeit. Der Beitrag erläutert anhand eines klinischen Fallbeispiels das von den Autoren angewandte Prozedere beim Einsatz des kommerziell erhältlichen Titangitters Yxoss CBR Backward. Des Weiteren werden der Hintergrund der Entwicklung der individuellen Titangitter sowie die wissenschaftliche Aktualität und Relevanz dieses Forschungsfeldes dargestellt. Parole chiave: Patientenspezifische Knochenregeneration, Customized Bone Regeneration (CBR), Yxoss CBR Backward, individualisierter Knochenaufbau, CAD/CAM, Titangitter

Mit der Sofortimplantation hat sich im ästhetischen Bereich ein mögliches Verfahren etabliert, um einerseits die periimplantären Gewebestrukturen zu erhalten und andererseits die Anzahl chirurgischer Eingriffe zu reduzieren. Ohne augmentative Maßnahmen kann es zu Rezessionen von Gewebestrukturen kommen, da der sogenannte Bündelknochen nach einer Zahnentfernung resorbiert. Zum Erhalt der knöchernen Unterstützung für das Weichgewebe sind simultane augmentative Maßnahmen notwendig. Gleichzeitig ist die sofortige Unterstützung des Weichgewebes durch eine individuelle Abutmentgestaltung bzw. Gestaltung provisorischer Kronen ein entscheidender, den Erfolg bestimmender Faktor. Der Beitrag zeigt anhand einer Kasuistik, dass patientenindividuelle, wurzelanaloge Hybridimplantate bei der Sofortimplantation eine Alternative zu den konventionellen Schraubenimplantaten darstelllen können. Bei wurzelanalogen Implantaten erfolgt die Replikation der Wurzelgeometrie mittels 3-D-Erfassung des Zahnes vor seiner Extraktion durch eine digitale Volumentomographie (DVT) und die Fertigung durch einen CAD/CAM- gestützten Herstellungsprozess, bei dem die Titanwurzel mittels direkter Fusion (Sintertechnik) mit einem Zirkonoxidabutment verbunden wird. Das endgültige wurzelanaloge Implantat ist damit einteilig, besteht aus zwei miteinander durch Sintertechnik verfügten Materialien und weist keinen Mikrospalt auf. Individuelle, wurzelanaloge Implantate könnten unter Berücksichtigung gewisser biologischer Aspekte und einer strengen Indikationsstellung als praktikable Alternative zu den konventionellen Implantaten dienen. Der Beitrag stellt das Prozedere einer implantatprothetischen Einzelzahnversorgung mit einem wurzelanalogen Implantat dar. Er beschreibt die Unterschiede zu konventionellen Schraubenimplantaten und beleuchtet die Vor-, aber auch die Nachteile dieser Methode. Parole chiave: Sofortimplantation, wurzelanaloges Implantat, Hybridimplantat, individuelles Abutmentdesign, Mikrospalt, Weichgewebserhalt

Das intraorale Scannen als Abformungsersatz, die Nutzung von Programmen zur digitalen Behandlungsplanung sowie der 3-D-Druck zur Erstellung von Modellen und Apparaturen eröffnen dem Fach Kieferorthopädie neue Möglichkeiten. Es besteht der Wunsch nach flüssigem Workflow, einfacher Handhabung, wenig Fehlerquellen und hoher Präzision. Der rasante Fortschritt bringt permanent Änderungen der Einsetzbarkeit der digitalen Technik im klinischen Alltag mit sich. Die technische Weiterentwicklung bedarf zeitnaher wissenschaftlicher Untersuchungen, um die klinische Relevanz der Neuerungen zu überprüfen. Der Beitrag gibt einen kurzen Überblick über den aktuellen Stand der Technik und der Wissenschaft. Parole chiave: Intraoralscan, digitales Set-up, 3-D-Druck, Modelldruck, Dysgnathie

Die kieferorthopädische Behandlung mit festsitzenden Apparaturen wird heute in aller Regel mit vorprogrammierten Straight-Wire-Brackets aus Metall oder Keramik vorgenommen. Das Ziel der Untersuchung war es zu eruieren, ob es möglich ist, einen vollständig digitalen Workflow mit individuell konstruierten und 3-D-gedruckten Brackets klinisch umzusetzen. Für die Demonstration wurde ein Edgewise-Bracket mittels CAD-Software konstruiert. Auf der Grundlage eines Intraoralscans wurde nach der Segmentierung des Malokklusionsmodells dieses Bracket jeweils virtuell auf den Zähnen positioniert und ein Set-up zur Zielokklusion erstellt. Anhand der nun vorgegebenen Zahnposition erfolgte die Generierung der Vorlage für eine in der Horizontalebene individualisierte Bogenform. Die Brackets wurden in der Basis kongruent zur Form der Zahnoberfläche modifiziert, und es wurde eine Positionierungsschablone zur korrekten Anbringung der Brackets hinsichtlich Angulation und Position konstruiert. Brackets, Positionierungsschablone und eine auf dem virtuellen Modell der Zielokklusion konstruierte Retentionsschiene wurden mittels eines DLP-Druckers dreidimensional gedruckt. Anschließend wurden die Bögen anhand der Vorlage individuell vorgebogen. In der Behandlungssequenz konnte erstmals gezeigt werden, dass mit dem vorliegenden, vollständig digitalen Workflow die Therapie mit einem individualisierten, 3-D-gedruckten Bracketsystem grundsätzlich möglich ist. Neben den technischen Aspekten werden auch in der Behandlung aufgetretene Probleme diskutiert und mögliche zukünftige Entwicklungen skizziert. Parole chiave: Kieferorthopädische Behandlung, digitaler Workflow, 3-D-gedruckte Brackets

Digitale Abformungen haben Einzug in die moderne Zahnmedizin gehalten und sind der Grundstein für den digitalen Workflow in der Prothetik und der Kieferorthopädie. Die vorliegende Studie hatte das Ziel, die Maßhaltigkeit von Ganzkieferscans zu ermitteln und Verzerrungen innerhalb der digitalen Modelle zu erkennen. Hierbei wurde auch untersucht, ob der Startpunkt eines Scans Einfluss auf die Maßhaltigkeit der einzelnen Quadranten hat. Dafür wurde ein Modell eines symmetrischen Oberkiefers mit fünf identifizierbaren Referenzkörpern versehen, die jeweils durch einen Punkt repräsentiert werden konnten. Um die Koordinaten der Punkte zu bestimmen, erfolgte eine taktile Vermessung des Modells. Nach Registrierung des Referenzmodells mit verschiedenen Scanner-Software-Kombinationen wurden die Koordinaten der Referenzpunkte in den so entstandenen digitalen Modellen ermittelt. Zur Untersuchung der Auflösung erfolgte in allen Modellen eine Bestimmung der Anzahl der Punkte, die zur Darstellung des Zahnes 15 verwendet werden. Außerdem wurde die Oberflächenintegrität der Scans untersucht. Zwischen den getesteten Scannern konnten in puncto Dimensionstreue und Auflösung signifikante Unterschiede festgestellt werden. Die überprüften Laborscanner und der Cerec-Ortho-Scan mit der Omnicam zeigten die besten Ergebnisse in Bezug auf die Maßhaltigkeit. Der inEos X5 erwies sich als sehr stabil in der Ergebnisqualität und konnte darüber hinaus durch die beste Auflösung und Oberflächenintegrität der Scans überzeugen. Parole chiave: Intraoralscan, Laborscanner, virtuelle Modelle, digitaler Workflow, Scangenauigkeit

Der Beitrag stellt eine Methode zur Aufbereitung obliterierter Wurzelkanäle im Seitenzahnbereich mittels gedruckter Führungsschablone vor. Es handelt sich um eine Technik, die das Risiko einer Perforation bei der Trepanation der betroffenen Zähne verringern soll. Zunächst werden nach Anfertigung einer digitalen Volumentomographie (DVT) die Patientendaten als DICOM-Datensatz in einer Planungssoftware geöffnet und mittels passender virtueller Bohrermodelle zur Herstellung einer individuellen Bohrschablone geplant. Um eine präzise passende Bohrschablone erzeugen zu können, ist es notwendig, zusätzlich Oberflächendaten des Patienten als Modell- oder Intraoralscan mit den DVT-Daten zu korrelieren. Die geplanten Schablonendaten werden dann als STL-Datensatz exportiert und lassen sich mittels 3-D-Drucker in eine passende individuelle Bohrschablone umsetzen. Parole chiave: "Guided Endodontics", geführte Endodontie, digitale Fertigung, digitale Volumentomographie, Bohrschablone, 3-D-Druck, Obliteration, obliterierter Zahn

Additive Fertigungstechniken und Bioprinting sind noch junge Disziplinen in der regenerativen Zahnmedizin und Medizin. Die Herstellung von patientenspezifischen Knochenersatzmaterialien und Implantaten sowie von zellbeladenen 3-D-Strukturen zur Nachahmung von Körpergeweben spielt nicht nur im Tissue Engineering eine wichtige Rolle, sondern wird zukünftig durch die Einbringung und gesteuerte Freisetzung von Wirkstoffen wie z. B. Chemotherapeutika oder Bisphosphonaten zu vollkommen neuen klinischen Ansätzen führen. Momentan existieren vier verschiedene Drucktechniken, von denen jede einzelne ein großes Potenzial zur Herstellung von patientenindividuellen Trägermaterialien bzw. Implantaten inklusive der Integration einzelner oder mehrerer Zelltypen aufweist. Hierbei sei erwähnt, dass sich durch das Bioprinting inhomogene Verteilungen von Zellen, wie sie bei der klassischen Zellkultur vorkommen, vermeiden lassen. Stattdessen werden die Zellen während des Herstellungsprozesses gleichmäßig im jeweiligen Material verteilt, so dass eine bessere Geweberegeneration erreicht wird. Die vorliegende Übersicht stellt die verschiedenen Techniken und deren unterschiedliche Auswirkungen auf die Viabilität der Zellen, die Auflösung und die Drucktreue vor. Parole chiave: Bioprinting, 3-D-Druck, Tissue Engineering, additive Fertigung, Geweberegeneration

Eine der größten Herausforderungen in der regenerativen Medizin ist nach wie vor die funktionelle und strukturelle Wiederherstellung von verloren gegangenem Knochen. In vielen Fällen wird für die Rekonstruktion von Knochengewebe autologer Knochen verwendet. Allerdings ist dieser nur begrenzt verfügbar, und der Eingriff bedeutet immer eine zusätzliche Belastung für den Patienten. Deshalb kommen immer häufiger alternative biokompatible Materialien bei der Knochenaugmentation zum Einsatz. Um in diesem Zusammenhang die strukturelle Funktion des Knochens zu gewährleisten, werden - je nach medizinischer Indikation - Gerüste verwendet, die in die Knochendefekte eingebracht und fixiert werden. Trotzdem stellt jede individuelle klinische Situation den Chirurgen vor die Herausforderung, standardisierte Gerüste an die jeweilige Patientensituation anpassen zu müssen, was in vielen Fällen nicht uneingeschränkt möglich ist. Deshalb entwickelte sich in den letzten Jahrzehnten besonders der 3-D-Druck oder die additive Fertigung von Gerüsten zu einem der innovativsten Ansätze in der Chirurgie, um Patienten individualisiert und besser behandeln zu können. Zahlreiche Materialien sind für den 3-D-Druck verfügbar und je nach Bearbeitungsbedingungen dieser Materialien auch verschiedene Druckverfahren. Neben den konventionellen Druckverfahren ist im Kontext der medizinischen additiven Fertigung das sogenannte 3-D-Bioprinting ein weiterer vielversprechender Ansatz. Mit diesem Verfahren lassen sich menschliche Zellen eingebettet in speziellen Trägersubstanzen drucken, um funktionelle Gewebe zu generieren. Sogar das direkte Drucken in Knochendefekte oder Läsionen ist möglich. Der 3-D-Druck verbessert schon jetzt die Behandlung von Patienten und verfügt über das Potenzial, die regenerative Medizin in Zukunft zu revolutionieren. Parole chiave: 3-D-Druck, additive Fertigung, Bioprinting, Knochenregeneration, regenerative Medizin, Gerüste, biokompatible Materialien