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BZB April 16
Wissenschaft und Fortbildung
Digitale Evolution statt Revolution
Eine Übersicht zu den Trends und Neuheiten der digitalen Zahnheilkunde
Ein Beitrag von Prof. Dr. Daniel Edelhoff, München, und Prof. Dr. Florian Beuer, MME, Berlin
Die Internationale Dental Schau 2015 liegt hinter
uns und zahlreiche Neuerungen sind mittlerweile
bei uns in den Praxen angekommen. Ein weiteres
Mal stand die „Digitale Zahnmedizin“ im Zentrum des Interesses, mit zahlreichen Schwerpunkten wie 3-D-Drucker, CAD/CAM-Verfahren für die
Totalprothetik, neue Entwicklungen auf dem Gebiet transluzenter Zirkonoxid-Keramiken sowie die
Einführung einer binokularen Datenbrille zur Verbesserung der Ergonomie bei der Verwendung von
Intraoralscannern.
Dieser Artikel stellt eine kleine Auswahl der zahlreichen IDS-Innovationen vor. Auch wenn sich die
digitale Welt inzwischen sehr schnell dreht und die
Innovationsrate bei den Produkten sehr hoch ist,
steht die Entwicklung derzeit eher unter dem Motto
„Evolution“. Von einer digitalen „Revolution“ kann
man (noch) nicht sprechen. Allerdings lassen sich
einige Trends erkennen, die durchaus das Potenzial
haben, vor allem die prothetische Welt nachhaltig
zu prägen und zu verändern.
erreichen. Von der weltweit rasanten technischen
Entwicklung im IT-Bereich profitiert somit auch
die Intraoralscannertechnologie. Dieser Trend wird
sich über die nächsten Jahre fortsetzen.
Zu den nennenswerten Neueinführungen bei den
Intraoralscannern zählen sicher unter anderem
diejenigen der Firmen Carestream (Aufnahmeeinheit CS 3500), Planmeca (PlanScan) und Straumann/Dentalwings (DWIO-System).
Beim Carestream-Scanner (Abb. 1) stellt das integrierte Kontrollsystem ein Alleinstellungsmerkmal
zu anderen Intraoralscannern dar. Während der
Aufnahme wird grünes Licht über den Zahn projiziert (Abb. 2), sobald der korrekte Aufnahmeabstand besteht. Sollte die Aufnahmeeinheit keine
Daten erfassen, wird rotes Licht angezeigt (Abb. 3),
sodass sich der Behandler während der Aufnahme
auf den Mund des Patienten konzentrieren kann
und nicht den Computerbildschirm im Blick haben muss. Der Fokus des Herstellers liegt derzeit auf
Einzelzahnersatz in Kombination mit einer eigenen
Software und Schleifeinheit für den Einsatz in der
zahnärztlichen Praxis. Man darf sicher auf die ersten wissenschaftlichen Daten gespannt sein.
Trend 1: Intraoralscanner und Chairside-Systeme
Intraoralscannertechnologie
Das Motto bei den Intraoralscannern war eindeutig „Kleiner, leichter, schneller“. Wie beim 3Shape
Trios (3Shape, Kopenhagen/Dänemark), der dritten Generation, ist dieses Motto nur durch die Integration sowohl schnellerer als auch kleinerer
elektronischer Elemente in Kombination mit leistungsstarken Laptops der neuesten Generation zu
Abb. 1: Aufnahmeeinheit CS 3500 des Carestream-Systems.
Es können verschiedene „Fields of View“ ausgewählt werden.
Abb. 2: Die Aufnahmeeinheit CS 3500 während der optischen
Erfassung. Die grüne Farbe symbolisiert einen korrekten Arbeitsabstand.
Abb. 3: Bei einer Projektion in roter Farbe indiziert die CS 3500,
dass ein inkorrekter Arbeitsabstand vorliegt und die Aufnahmeaktivität daher gestoppt wurde.
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Beim PlanScan von Planmeca handelt es sich um
die Weiterentwicklung eines bekannten Geräts aus
dem Hause E4D (Richardson, Texas/USA). Auch
dieses Gerät (Abb. 4 bis 6) ermöglicht die puderfreie
Aufnahme bis hin zu kompletten Ganzkieferscans.
Und auch dieser Scanner, der den Export von Standard Tesselation Language (STL)-Daten erlaubt, ist
mit einer eigenen Software und einer Schleifeinheit (Abb. 7) für die Zahnarztpraxis erhältlich. Die
beiden letztgenannten Systeme legen den Schluss
nahe, dass es gerade einen Trend zu den sogenannten Chairside-Systemen gibt. Es scheint, als würde
das seit fast 30 Jahren am Markt erhältliche CerecSystem (Sirona, Bensheim) erstmalig ernsthafte Mitbewerber bekommen. Denn in beiden Fällen sind
ebenfalls dreidimensionale bildgebende Systeme in
den Arbeitsablauf integrierbar, sodass sich zukünftig
sicher auch die dreidimensional geführte Implantologie damit realisieren lässt.
Der von GC (Bad Homburg) vorgestellte Scanner
Aadva IOS stellt ebenfalls eine Weiterentwicklung
des bereits auf der IDS 2013 präsentierten atron
3-D-Scanners dar. Bemerkenswert ist dabei das
kleine und leichte Handstück. Es erübrigt sich zu
erwähnen, dass das System puderfrei funktioniert
und über eine offene STL-Schnittstelle verfügt, die
einen Datenexport per USB erlaubt.
Bei dem DWIO-System von Dental Wings (Letourneux, Montreal/Kanada) mit offener Architektur
handelt es sich um die Neueinführung einer Aufnahmeeinheit für digitale intraorale Bilder (Abb. 8).
Die außergewöhnlich kleine Aufnahmeeinheit nutzt
bei der Erzeugung von intraoralen 3-D-Bildern die
„Multiscan Imaging-Technologie“, soll sehr einfach zu handhaben sein und auch mit schwierigen anatomischen Situationen zurechtkommen.
Die Außenhülle des Handstücks ist komplett aus
Metall gefertigt. Die Aufnahmeeinheit ist extrem
leicht und enthält keine beweglichen Komponen-
Abb. 7: Chairside-Fräseinheit PlanMill 40. Durch die Fensterfläche ist
die massive Halterung für die CAM-Blanks zu erkennen. Die Maschine
macht einen soliden Eindruck und ist sehr leise.
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Abb. 4: Handstück des PlanScan-Systems von Planmeca
Abb. 5: Wie auch beim Carestream-System können beim PlanScan
je nach Indikation verschiedene Größen des Aufnahmefelds ausgewählt werden.
Abb. 6: Die Aufnahmeeinheit des PlanScan-Systems während der
optischen Erfassung. Die blauen Streifen zeigen die Projektion eines
Streifenlichtmusters. Über die Beugung der einzelnen Streifen auf
den anatomischen Oberflächen lassen sich 3-D-Daten gewinnen.
ten. Damit erfüllt sie die Bedingungen für eine
sichere Handhabung und einfache Durchführung
von Desinfektionsmaßnahmen. Mit Dateien, die
im offenen STL-Format abgespeichert werden,
zeigt der DWIO eine gute Kompatibilität mit einer
ganzen Reihe üblicher Indikationen. Die Dateien
können damit sowohl an eine große Anzahl von
Abb. 8: DWIO-Aufnahmeeinheit von Dental Wings. Das Handstück ist extrem klein
und sehr leicht. Es enthält keine beweglichen Komponenten.
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Laboratorien als auch an zahlreiche ChairsideProduktionssysteme wie die Dental Wings DWOS
CAD-Software weitergeleitet werden.
Binokulare Datenbrille
Durch eine auf die Epson Moverio Datenbrille abgestimmte App (eyeCAD-connect, Pluradent) wird
dem Behandler während der intraoralen digitalen Erfassung kontinuierlich der Bildschirm seines
Erfassungssystems (zum Beispiel Sirona Cerec AC)
eingeblendet (Abb. 9). Damit ist eine ununterbrochene Konzentration auf die eigentliche Tätigkeit
– nämlich die optische Erfassung der intraoralen
Strukturen – möglich, ohne eine stetige, umständliche Kopfdrehung zum Bildschirm des Erfassungssystems. Die binokulare Datenbrille bietet neben den
ergonomischen Verbesserungen auch eine Optimierung von Effizienz und Prozesssicherheit (Abb. 10).
Trend 2: Digitale Totalprothetik
CAD/CAM-gefertigte Totalprothesen
Die CAD/CAM-Totalprothetik war eines der Schwerpunktthemen auf der IDS 2015. Neben den möglichen Zeitvorteilen bei der Herstellung überzeugen
vor allem die Ausschaltung der Polymerisationsschrumpfung bei einer CAM-Fertigung präfabrizierter Discs sowie die Reproduzierbarkeit ohne
patientenbelastende Maßnahmen. Zudem werden
durch die mögliche Verwendung hochvernetzter,
industriell gefertigter porenfreier PMMA-Rohlinge
die Materialqualität sowie die Biokompatibilität
(nahezu kein Restmonomeranteil) deutlich verbessert. Bei einer sogenannten Einstückfertigung (Prothesenzähne und Basis aus einem Blank gefräst) ist
zu erwarten, dass sich die Stabilität der Totalprothese erheblich erhöht und Retentionsverluste von
Prothesenzähnen aus der Prothesenbasis ausgeschlossen werden können.
Da der subtraktive Herstellungsprozess erheblich
präziser sein dürfte als die heute benutzten Poly-
merisationen, sollte auch die Passung der digital
hergestellten Prothesen deutlich besser sein. Da die
Haftung hauptsächlich durch Kapillarkräfte zustande kommt, sollte sich eine verbesserte Passung
auch positiv auf die Retention auswirken. Ob sich
dies weiterhin klinisch positiv auf weniger Alveolarkammresorption und Schlotterkammentwicklung
auswirken wird, bleibt abzuwarten. Allerdings bietet das traditionelle Verfahren zur Herstellung von
Totalprothesen eine Menge an Verbesserungspotenzial. Vor diesem Hintergrund sollten die digitalen
Totalprothesenkonzepte in der Lage sein, die herausnehmbare Prothetik in den nächsten Jahren nachhaltig zu verändern und zu verbessern.
Die vorgestellten Konzepte der verschiedenen Anbieter wie Amann Girrbach, AvaDent, Merz Dental, Wieland und Zirkonzahn unterscheiden sich
sehr deutlich sowohl in Bezug auf die Art und Anzahl der angestrebten Prozessschritte (volldigital
oder nur teilweise digital) als auch im Hinblick auf
die Materialkombinationen. Aufgrund der sehr
unterschiedlichen Ansätze ist ein direkter Vergleich der verschiedenen Systeme zurzeit kaum
durchführbar.
Generell orientieren sich diese Systeme an dem
bestehenden Behandlungsablauf in der Totalprothetik. Um die Anzahl der Sitzungen zu verkürzen,
wird mit unterschiedlichen Ansätzen versucht, wesentliche technische Prozesse zu digitalisieren und
am Patienten mehrere Arbeitsschritte zusammenzufassen. Wie bekannt, sind in der herkömmlichen
Totalprothetik folgende Sitzungen vorgesehen:
Situationsabformungen, Funktionsabformungen
mit individuellen Löffeln, Festlegung der vertikalen und horizontalen Kieferrelation, Einprobe der
aufgestellten Prothesenzähne mit Wachsbasis, Eingliederung der fertiggestellten Totalprothesen und
optional eine abschließende Remontage.
Das von Wieland Dental + Technik (Pforzheim)
vorgestellte Konzept versucht beispielsweise, diese
Foto: www.pluradent.de
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Abb. 9: eyeCAD-connect
Abb. 10: Die binokulare Datenbrille bei der Anwendung durch einen
der Autoren
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Abb. 11: Mit dem AvaDent-System gefertigte Oberkiefer-Totalprothese mit konfektionierten Prothesenzähnen (Zahntechnik:
Josef Schweiger/AvaDent)
Schritte effizienter zu gestalten und sieht folgende
Arbeits- und Prozessschritte vor: Zunächst werden
eine konventionelle Erstabformung und eine Vorbissnahme mit einem Centric Tray und einem UTS
CAD-Spezialbogen durchgeführt, der auf die Bipupillarlinie und die Camper’sche Ebene ausgerichtet
wird. Auf der Basis dieser Unterlagen werden die
Digitalisierung für das CAD durchgeführt sowie
die individuellen Löffel konstruiert und gefräst. Mithilfe dieser individuellen Löffel werden – wie üblich – die Funktionsabformungen vorgenommen.
Zudem sind die individuellen Löffel mittels Gnathometer-CAD für eine Stützstiftregistrierung vorbereitet. Neben diesen Arbeitsschritten soll in der zweiten Sitzung eine Überprüfung und gegebenenfalls
Korrektur der in der ersten Sitzung bestimmten Okklusionsebene mittels UTS CAD erfolgen, um dann,
wie bereits aus der konventionellen Technik bekannt,
die Mittel-, Lach- und Lippenschlusslinie sowie die
Eckzahnpositionen einzuzeichnen.
Die verschlüsselten Modelle werden anschließend
im zahntechnischen Labor digitalisiert. Optional
könnten auch Gipsmodelle angefertigt werden. Bei
der Auswahl der geeigneten Zahnformen und -farbe
kann auf die von Ivoclar Vivadent angebotenen
Garnituren SR Vivodent S PE, SR Orthotyp S PE und
SR Phonares II zurückgegriffen werden, die in der
Zahnbibliothek von Wieland Dental hinterlegt sind.
Mit der ausgewählten Garnitur erfolgt die Konstruktion der individuellen Totalprothesen in der CADSoftware und die nachfolgende CAM-gestützte Herstellung der Totalprothesen aus weißen KunststoffMonoblöcken für die Einprobe. Bei Bedarf können
diese mit zahnfarbenem Aufstellwachs modifiziert
werden. Nach der Ästhetik-Einprobe können etwaige
Korrekturen bei der CAM-Herstellung der definitiven Totalprothesen Berücksichtigung finden.
Bei dem bereits seit mehreren Jahren auf dem
Markt befindlichen AvaDent-System (Global Den-
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Abb. 12: Mit dem AvaDent-System gefertigte Oberkiefer-Totalprothese mit konfektionierten Prothesenzähnen nach der Eingliederung ...
Abb. 13: ... und im Lippenbild
tal Science Europe, Tilburg/Niederlande) werden
die vorgestellten Einzelschritte nochmals in nur
zwei Einzelschritte zusammengefasst [1]: Die erste
Sitzung beinhaltet bereits die definitiven Funktionsabformungen beider Kiefer. Sie werden mit
der Festlegung der vertikalen und horizontalen
Kieferrelation sowie der Festlegung der ästhetischen und funktionellen Frontzahnpositionen
kombiniert. Diese Verkürzung der Arbeitsschritte
ist nur mit systemimmanenten Hilfsmitteln und
Materialien möglich, die im AvaDent Start-up-Kit
enthalten sind. Es enthält unter anderem thermoplastische Abformlöffelmaterialien (Verformung
ab 70° im Wasserbad), Oberkieferregistrierplatten
mit zentralem, stufenlos einstellbarem Stützstift,
einen verschiebbaren Lippenschild (Anatomical
Measuring Device) sowie das AvaDent-Parallellineal, das am Lippenschild befestigt und zur Bipupillarebene ausgerichtet wird. In der zweiten
Sitzung erfolgt bereits die Eingliederung der fertiggestellten Prothesen.
Das AvaDent-System bietet neben der Möglichkeit von Variationen der Arbeitschritte (mögliche Wachseinprobe als Zwischenschritt) auch verschiedene Materialkombinationen an. Es können sowohl bestimmte Zahngarnituren mit einer
CAM-generierten individuellen Basis kombiniert
(Abb. 11 bis 13) als auch eine sogenannte Einstückprothese gefertigt werden. Dabei werden
Prothesenzähne und -basis aus einem einzigen
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Abb. 14: Bei der als besonders stabil bezeichneten „fully milled“ XCL2-Version von
AvaDent werden sowohl die Prothesenzähne als auch die Prothesenbasis aus einem
Rohling gefräst (Zahntechnik: Josef Schweiger/AvaDent).
Abb. 15: Die aus einem einzigen Rohling CAM-gefertigte AvaDent XCL2-VersionOberkiefer-Totalprothese nach der Fertigstellung. Es wurden die gleichen digitalen
Daten verwendet wie bei der Oberkiefer-Totalprothese in Abbildung 11 (Zahntechnik:
Josef Schweiger/AvaDent).
Abb. 16: Die aus einem einzigen Rohling CAM-gefertigte AvaDent XCL2-VersionOberkiefer-Totalprothese nach der Eingliederung ...
Abb. 17: ... und im Lippenbild
Rohlingmaterial gefräst (Abb. 14). Die als „fully
milled“ XCL2 bezeichnete Version (AvaDent 2layer
prothesis) wird als besonders widerstandsfähig
und stabil angepriesen, da keine Verbundschwächen zwischen den Prothesenzähnen und der Basis entstehen können (Abb. 15 bis 17). Auf Wunsch
kann auch per Laser der Patientenname in die
Prothesenbasis integriert werden, um Verwechslungen der Prothesen auszuschließen, wie sie in
großen Pflegestationen und -heimen vorkommen
können (Abb. 18).
Trend 3: Zahnfarbene Materialien
Nach wie vor stellen die im digitalen Workflow
eingesetzten Materialien ein Fokusthema bei den
Innovationen dar. Waren es in den vergangenen
Jahren eher die sogenannten Hybridmaterialien,
so sollen hier zwei Neuerungen im Bereich der keramischen Materialien vorgestellt werden. Die im
vergangenen Jahr erschienene S3-Leitlinie „Vollkeramische Kronen und Brücken“ bietet dem Anwender deutlich mehr Sicherheit bei der Materialauswahl (www.dgzmk.de/zahnaerzte/wissenschaftforschung/leitlinien).
Digitales Pressen
Es scheint durchaus sinnvoll zu sein, analoge Vorgehensweisen mit digitalen Zwischenschritten
zu kombinieren. Lithium-Disilikat hat sich in den
vergangenen zehn Jahren als besonders geeignetes Material für Einzelzahnkronen herausgestellt.
Das Software-Add-on „Digital Press Design“ von
Wieland Dental soll die Herstellung von polychromatischen IPS e.max Press-Multi-Restaurationen (Ivoclar Vivadent, Schaan/Liechtenstein)
optimieren. Die CAD-Software sorgt für das automatische Positionieren der Presskanäle. Anschließend werden die Wachsstrukturen aus einer speziell für die Presstechnik entwickelten Wachs-Disc
gefräst oder lassen sich mittels eines 3-D-Druckers
herstellen.
Transluzentes Zirkonoxid
Wer auf Neuentwicklungen im Bereich der Hybridmaterialien gewartet hatte, wurde im Jahr 2015
etwas enttäuscht. Vielmehr wurde die Indikation
eines sehr prominenten Vertreters dieser Materialgruppe (Lava ultimate, 3M Espe) für Vollkronen zurückgezogen. Die Indikation für schmelzbegrenzte
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Abb. 18: Lasergravierung mit Patientenname auf einer Oberkiefer-Totalprothese
der AvaDent XCL2-Version (Zahntechnik: Josef Schweiger/AvaDent)
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Abb. 19: Drei direkt auf Implantatniveau verschraubte monolithische ZirkonoxidBrücken aus transluzentem Zirkonoxid (Zirkonoxid mit Klebebasis des Implantatsystems verklebt)
Abb. 20: Übersicht über die Transluzenz eines mehrschichtigen Zirkonoxid-Rohlings, der aus vier verschiedenen transluzenten Schichten
aufgebaut ist. Diesen Rohling gibt es in unterschiedlichen Opazitätsstufen (ML und STML), geeignet für den Einsatz als Brückenmaterial.
Ein glaskeramisches Material in der Opazitätsstufe „Low Translucency” (LT) fungierte als Kontrolle.
indirekte Restaurationen wie Inlays, Onlays und
Veneers bleibt jedoch weiterhin erhalten. Ein vor
nicht allzu langer Zeit fast schon abgeschriebenes
Material erlebt dahingegen derzeit eine Renaissance. Es wurden auch im Jahr 2015 wieder Zirkonoxid-Materialien mit deutlich erhöhter Transluzenz
vorgestellt, die Glaskeramiken in diesem Punkt
kaum mehr nachstehen sollen (Abb. 19 und 20).
Dies dürfte vor allem für den klinischen Einsatz als
Brückenmaterial interessant sein. Der monolithische oder nur minimal verblendete Einsatz dieser
Materialien bietet sich geradezu an, wenngleich
angemerkt werden muss, dass es noch kein klinisches Datenmaterial für diese Art der Restauration gibt und sie in der aktuellen S3-Leitlinie „Voll-
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keramische Kronen und Brücken“ nicht vertreten
sind [2].
Korrespondenzadressen:
Prof. Dr. Daniel Edelhoff
Klinikdirektor der Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik
Ludwig-Maximilians-Universität München
Goethestraße 70, 80336 München
[email protected]
Prof. Dr. Florian Beuer, MME
Direktor der Abteilung für Zahnärztliche Prothetik,
Alterszahnmedizin und Funktionslehre
Charité – Universitätsmedizin Berlin
Campus Benjamin Franklin
Aßmannshauser Straße 4-6, 14197 Berlin
[email protected]
Literatur bei den Verfassern