Kronen/Brücken


Die Zukunft ist digital – neue Materialien, neue Techniken


Mit dem Einsatz digitaler Techniken in Zahnmedizin und Zahntechnik ergeben sich Möglichkeiten, Behandlungsabläufe neu zu strukturieren und zu organisieren. So ist es teilweise möglich, Behandlungsschritte zu verkürzen und die Zahl der Patientensitzungen zu reduzieren bei gleichbleibenden Behandlungsergebnissen. Insbesondere die Vernetzung verschiedener digitaler Technologien ergibt neue, überraschende Ansätze im Sinne einer verbesserten Patientenbehandlung. Die folgenden Ausführungen geben eine aktuelle Übersicht.

Der digitale Arbeitsablauf [6, 7] (Abb. 1) – von der computergestützten intraoralen 3D-Erfassung über die CAD/CAM-Technologie mit virtuellem Artikulator bis hin zur digitalen Verblendung – wird die dentale Welt sicherlich zukünftig stark verändern.

Der digitale Arbeitsablauf = digital workflow

  • Abb. 1: Schematische Übersicht des digitalen Workflows mit Quervernetzung.

  • Abb. 1: Schematische Übersicht des digitalen Workflows mit Quervernetzung.
Gegenwärtig gibt es bereits mehrere Systeme dentaler Hersteller, die einen kompletten digitalen Workflow ermöglichen. Zumeist jedoch sind es immer noch Einzelschritte aus dem Arbeitsablauf, die in der Realität eingesetzt werden. So ist die CAD/CAM-Fertigung aus dem zahntechnischen Labor nicht mehr wegzudenken [1, 10]. Vor allem der Einsatz von Hightech- Werkstoffen wie Zirkoniumdioxid [3, 10], Titan oder Hochleistungspolymeren wurde durch die computergestützte Bearbeitung überhaupt erst ermöglicht.

Zukünftig wird es die Aufgabe sein, mosaikartige Einzellösungen intelligent zu einem Gesamtkonzept zu verbinden, vor allem auch durch die Anwendung von Quervernetzungen („cross-linked digital workflow“). Die Schlagwörter heißen „offene Systeme“ und „Datenvernetzung“. Trotzdem ist es wichtig, dass der Gesamtbehandlungsplan einfach und überschaubar bleibt, da ansonsten die Akzeptanz weder beim Zahnarzt noch beim Zahntechniker vorhanden sein wird.

Digitale Abformung = computer-aided impressioning (CAI)

Das große Interesse sowohl von Zahnärzten als auch von Zahntechnikern an Systemen zur digitalen intraoralen 3D-Erfassung [6, 7] war auf der diesjährigen IDS unübersehbar. Zu den bisher in Deutschland auf den Markt befindlichen Systemen wurde eine Reihe neuer Systeme vorgestellt. Interessant ist dabei auch die unterschiedliche technische Herangehensweise an die Herausforderung „Intraoralscan“.

Diese reichen vom klassischen optischen Triangulationsverfahren mittels Streifenlichtprojektion (Abb. 2) oder Laserlichtschnittverfahren über das konfokale Laserstrahlprinzip (Abb. 3) und das sogenannte „active wavefront sampling“ (Abb. 4) bis hin zur photogrammetrischen Erfassung.

  • Abb. 2: Das intraorale Erfassungssystem Sirona CEREC AC (Sirona, Bensheim) arbeitet auf der Basis des Triangulationsverfahrens mit Streifenlichtprojektion.
  • Abb. 3: Der Cadent iTero Intraoralscanner (Straumann Cadent, CH-Basel) arbeitet nach dem Prinzip des konfokalen Laserstrahls.
  • Abb. 2: Das intraorale Erfassungssystem Sirona CEREC AC (Sirona, Bensheim) arbeitet auf der Basis des Triangulationsverfahrens mit Streifenlichtprojektion.
  • Abb. 3: Der Cadent iTero Intraoralscanner (Straumann Cadent, CH-Basel) arbeitet nach dem Prinzip des konfokalen Laserstrahls.

  • Abb. 4: Der 3M ESPE Lava C.O.S. Scanner (3M ESPE, Seefeld) besitzt 192 Blaulicht-LEDs, 3 Aufnahmekameras und arbeitet im sogenannten „active wavefront sampling“.
  • Abb. 4: Der 3M ESPE Lava C.O.S. Scanner (3M ESPE, Seefeld) besitzt 192 Blaulicht-LEDs, 3 Aufnahmekameras und arbeitet im sogenannten „active wavefront sampling“.

Die digitale Verblendung = digital veneering

Die digitale Verblendung ist die logische Weiterentwicklung und Komplettierung des digitalen Arbeitsablaufes in der dentalen Anwendung [2, 8].

  • Abb. 5: File-Splitting = das Prinzip der digitalen Verblendung. Es beruht darauf, dass eine vollanatomisch konstruierte Krone oder Brücke in die beiden Datensätze des Gerüstes und der Verblendung aufgespalten wird.

  • Abb. 5: File-Splitting = das Prinzip der digitalen Verblendung. Es beruht darauf, dass eine vollanatomisch konstruierte Krone oder Brücke in die beiden Datensätze des Gerüstes und der Verblendung aufgespalten wird.
Basierend auf der Erfindung [8] an der Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik der LMU München aus dem Jahre 2005 bzw. 2006, welche ein Versintern und ein Verkleben der digitalen Verblendung auf dem Gerüst vorsieht, wurde das Konzept mittlerweile von mehreren Herstellern übernommen.

Das Prinzip der digitalen Verblendung beruht darauf, dass eine vollanatomisch konstruierte Krone oder Brücke in die beiden Datensätze des Gerüstes und der Verblendung aufgespalten wird (Abb. 5). Man nennt diesen Vorgang „File-Splitting“. Anschließend werden beide Bestandteile im CAM-Verfahren gefertigt und mittels eines Verbundschrittes zusammengefügt. Dies kann entweder durch Versintern (Sinterverbundbrand) oder durch Verkleben erfolgen. Man kann zum jetzigen Zeitpunkt folgende Systeme unterscheiden:

  • Abb. 6–9: Bei der IPS e.max CAD-on-Technik (Ivoclar Vivadent, FL-Schaan) werden die Einzelbestandteile Gerüst und Verblendung mittels eines Sinterverbundbrandes und einer Konnektorkeramikmasse im Keramikofen zusammengefügt.
  • Abb. 10: Auch die Infix-Technologie von absolute ceramics (Biodentis Gruppe, Leipzig) beruht auf dem Prinzip des Sinterverbundes.
  • Abb. 6–9: Bei der IPS e.max CAD-on-Technik (Ivoclar Vivadent, FL-Schaan) werden die Einzelbestandteile Gerüst und Verblendung mittels eines Sinterverbundbrandes und einer Konnektorkeramikmasse im Keramikofen zusammengefügt.
  • Abb. 10: Auch die Infix-Technologie von absolute ceramics (Biodentis Gruppe, Leipzig) beruht auf dem Prinzip des Sinterverbundes.

  • Abb. 11–15: Die DVS-Krone (Digital Veneering System) von 3M ESPE gehört ebenfalls in die Gruppe der Sinterverbundkronen. Die Verblendung wird dabei in einer vorgesinterten Phase bearbeitet und anschließend durch den Verfügebrand dicht gesintert.
  • Abb. 11–15: Die DVS-Krone (Digital Veneering System) von 3M ESPE gehört ebenfalls in die Gruppe der Sinterverbundkronen. Die Verblendung wird dabei in einer vorgesinterten Phase bearbeitet und anschließend durch den Verfügebrand dicht gesintert.

  • Sinterverbundtechnik [2, 11, 12, 13, 14] - IPS e.max CAD-on [20, 22, 23] (Ivoclar Vivadent, FL-Schaan) (Abb. 6–9) - Infix-Technologie (absolute ceramics, Biodentis Gruppe, Leipzig) (Abb. 10) - Digital Veneering System = DVS (3M ESPE, Seefeld) (Abb. 11–15)
  • Rapid Layering Technology = RLT (VITA Zahnfabrik, Bad Säckingen)
  • digitale Dentinkernkrone/digitale Dentinkernbrücke [9, 15] (BEGO Medical, Bremen) (Abb. 16–20).
    • Abb. 16: Das Prinzip der digitalen Dentinkernkrone/Dentinkernbrücke nach Schweiger (BEGO Medical, Bremen): „Es gibt einen eindeutigen biogenerischen Zusammenhang zwischen der Zahnaußengeometrie und dem schichtweisen inneren Aufbau.“
    • Abb. 17: Das Schichtschema für die digitale Dentinkernkrone/Dentinkernbrücke (BEGO Medical).
    • Abb. 16: Das Prinzip der digitalen Dentinkernkrone/Dentinkernbrücke nach Schweiger (BEGO Medical, Bremen): „Es gibt einen eindeutigen biogenerischen Zusammenhang zwischen der Zahnaußengeometrie und dem schichtweisen inneren Aufbau.“
    • Abb. 17: Das Schichtschema für die digitale Dentinkernkrone/Dentinkernbrücke (BEGO Medical).

    • Abb. 18: Digitale Dentinkerne vor der Fertigstellung.
    • Abb. 19: Digitale Dentinkernrestaurationen nach der Fertigstellung.
    • Abb. 18: Digitale Dentinkerne vor der Fertigstellung.
    • Abb. 19: Digitale Dentinkernrestaurationen nach der Fertigstellung.

    • Abb. 20: Digitale Dentinkernrestaurationen nach der Fertigstellung.
    • Abb. 20: Digitale Dentinkernrestaurationen nach der Fertigstellung.

Die digitale Dentinkernkrone ist eine Weiterentwicklung der digitalen Verblendung. Sie ermöglicht die Kombination sämtlicher digitaler wie auch analoger Verblendtechniken und ist für alle zahnfarbenen Werkstoffe (oxidische Hochleistungskeramiken, Glaskeramiken, Kunststoffe) geeignet. Die exakt identische Nachbildung natürlicher Zähne ist eine der großen Herausforderungen für den Zahntechniker. Neben den Kenntnissen von Form und Oberfläche der Zähne muss der Techniker auch den Umgang mit seinen keramischen Massen perfekt beherrschen. Vor allem der schichtweise Aufbau stellt hohe Anforderungen an die Fähigkeiten des Zahntechnikers. Der innere Aufbau des Zahnersatzes, insbesondere der Verlauf der Grenzfläche zwischen dem Dentinkern und der Schmelz-Außenschicht des Zahnersatzes, wird bisher durch das Geschick und die Erfahrung des Zahntechnikers gestaltet. Der dreidimensionale Aufbau der Kroneninnenstruktur ist entscheidend für die ästhetische Wirkung einer zahntechnischen Krone. Fehler im Dentinkern können selbst durch perfekte Schneide-/Transparentschichtungen nicht kompensiert werden. Seit Mitte 2011 gibt es bei BEGO-Medical die Möglichkeit, die innere Grenzfläche zwischen Dentin und Schmelz bereits im CAD-Programm zu generieren. Somit wird für den Zahntechniker die Grundlage für ästhetisch erfolgreiche Versorgungen geschaffen. Dieser „digitale Dentinkern“ wird anschließend im Schneidebereich individuell durch den Zahntechniker komplettiert. Das Verfahren ist zum Patent angemeldet. Es beruht u.a. auf dem Prinzip, dass auf die Zahnaußengeometrie bzw. einen noch zur Verfügung stehenden Teil der Außengeometrie des Zahnes zurückgegriffen werden kann, um die Form des Dentinkerns zu bestimmen. Das zugrunde gelegte Axiom besagt, dass es einen „eindeutigen biogenerischen Zusammenhang zwischen der Zahnaußengeometrie und dem schichtweisen inneren Aufbau eines Zahnes gibt“, was bedeutet, dass jeder Zahnaußenfläche ein exakt definierter Dentinkern zugeordnet werden kann. Damit wird Ästhetik vorhersehbar (vorher sehbar). Die digitale Dentinkernkrone bzw. Dentinkernbrücke stellt eine neue Technik zur Reproduktion hochästhetischer Kronen und Brücken dar. Die digitale Dentinkernkrone/Dentinkernbrücke zeigt eine Reihe von Vorteilen:

  • Sicherheit in der Ästhetik, da ein im CADVerfahren definierter Dentinkern die ästhetische Erscheinung der Restauration vorhersehbar macht, insbesondere bei Frontzahnversorgungen
  • höhere Wirtschaftlichkeit durch Reduktion des manuellen Aufwandes
  • höhere Stabilität aufgrund stärkerer Gerüste
  • Reduktion der Chipping-Wahrscheinlichkeit
  • Kombination verschiedener Verblendtechniken möglich (manuelle Schichtung, Überpressen, Multi-Layer-Technik)
  • Materialvielfalt (für alle transluzenten zahnfarbenen Materialien geeignet)
  • keine Veränderung des physiologischen/ tribologischen Verhaltens gegenüber den bisher etablierten Technologien
  • unverändertes Vorgehen für den Behandler beim Einschleifen und Einsetzen der Restaurationen

Digitale Rehabilitation der vertikalen Kieferrelation

Das „Digital-Dentistry-Konzept“ beschreibt die digitale Rehabilitation der vertikalen Kieferrelation mittels CAD/CAM [19, 21]. Durch chemische, mechanische und traumatische Ursachen kann es zu einem massiven Verlust der vertikalen Bisshöhe kommen. Für den betroffenen Patienten entstehen dadurch sowohl ästhetische als auch funktionelle Probleme. Eine Rehabilitation ist meist nur durch die Neugestaltung der Okklusalflächen aller Zähne möglich.

Die prothetische Neueinstellung der vertikalen Kieferrelation stellt einen erheblichen Eingriff in das stomatognathe System dar. Daher sind vorhersagbare und zugleich minimalinvasive Methoden unerlässlich. Durch neue CAD/ CAM-Techniken können relativ kostengünstig langzeitprovisorische Lösungen angefertigt werden (Abb. 21 u. 22), welche der reinen Schienentherapie klar überlegen sind. Sie werden fest eingesetzt und nur so kann der Patient die neue Bisssituation testen und der Erfolg der Behandlung funktioneller Störungen verifiziert werden. Ein weiterer großer Vorteil zeigt sich dann bei der Umsetzung in die definitive Prothetik (Abb. 23– 26). Der vorher eingestellte und getestete Biss wird beibehalten und jeder Zahn könnte praktisch einzeln behandelt und prothetisch versorgt werden. Allzu lange Behandlungssitzungen gehören somit ebenfalls der Vergangenheit an.

  • Abb. 21: CAD/CAM-gefertigte, noninvasive Langzeitprovisorien im Seitenzahnbereich bilden den bisher fehlenden Zwischenschritt von der Schienentherapie zur definitiven Versorgung bei der Rehabilitation der vertikalen Kieferrelation.
  • Abb. 22: CAD/CAM-gefertigte, noninvasive Langzeitprovisorien im Seitenzahnbereich bilden den bisher fehlenden Zwischenschritt von der Schienentherapie zur definitiven Versorgung bei der Rehabilitation der vertikalen Kieferrelation.
  • Abb. 21: CAD/CAM-gefertigte, noninvasive Langzeitprovisorien im Seitenzahnbereich bilden den bisher fehlenden Zwischenschritt von der Schienentherapie zur definitiven Versorgung bei der Rehabilitation der vertikalen Kieferrelation.
  • Abb. 22: CAD/CAM-gefertigte, noninvasive Langzeitprovisorien im Seitenzahnbereich bilden den bisher fehlenden Zwischenschritt von der Schienentherapie zur definitiven Versorgung bei der Rehabilitation der vertikalen Kieferrelation.

  • Abb. 23: Die Table Tops aus Hochleistungspolymer (ZENO® ProFix, Wieland Dental, Pforzheim) nach dem Einsetzen.
  • Abb. 24: Die Table Tops aus Hochleistungspolymer (ZENO® ProFix, Wieland Dental, Pforzheim) nach dem Einsetzen.
  • Abb. 23: Die Table Tops aus Hochleistungspolymer (ZENO® ProFix, Wieland Dental, Pforzheim) nach dem Einsetzen.
  • Abb. 24: Die Table Tops aus Hochleistungspolymer (ZENO® ProFix, Wieland Dental, Pforzheim) nach dem Einsetzen.

  • Abb. 25: Die definitive Versorgung erfolgt ebenfalls digital mittels vollkeramischer Versorgungen auf Zirkonoxidgerüsten und Onlays aus Lithium-Disilikat.
  • Abb. 26: Die definitive Versorgung erfolgt ebenfalls digital mittels vollkeramischer Versorgungen auf Zirkonoxidgerüsten und Onlays aus Lithium-Disilikat.
  • Abb. 25: Die definitive Versorgung erfolgt ebenfalls digital mittels vollkeramischer Versorgungen auf Zirkonoxidgerüsten und Onlays aus Lithium-Disilikat.
  • Abb. 26: Die definitive Versorgung erfolgt ebenfalls digital mittels vollkeramischer Versorgungen auf Zirkonoxidgerüsten und Onlays aus Lithium-Disilikat.

CAC/CAM und Implantologie – eine ideale Ergänzung

Die Anwendung computergestützter Planungs-, Konstruktions- und Fertigungsverfahren ergibt zusammen mit den Regelgeometrien von Implantaten und Implantatanschlussteilen eine hervorragende Kombination [16, 17]. Insbesondere die Herstellung patientenspezifischer, individueller Implantatabutments wird durch den Einsatz moderner CNC-Fertigung auch wirtschaftlich sehr interessant. Als weitere Vorteile der sogenannten „CAD/CAM-Abutments“ sind zu nennen:

  • individuelle Ausformung des Emergenzprofiles
  • Festlegung der Kronenrandgrenze am Gingivaniveau
  • prothetisch orientierte Dimensionierung der Abutments
  • individuelle, fallspezifische Angulierung des Abutments

Einteilung patientenspezifischer, digital hergestellter CAD/CAM-Abutments:

  • Titanmonoblock-Abutment (Abb. 27)
  • Vollkeramik-Abutment (Abb. 28 u. 29) mit und ohne Klebebasis
  • Monoblock-Abutment aus CoCr-Legierung (Wirobond Mi+, für BEGO Semados)
    • Abb. 27: Titan-Monoblock-Abutment, hergestellt, im CAD/CAMVerfahren.
    • Abb. 28: CAD/CAM-Abutment aus Vollkeramik mit Klebebasis.
    • Abb. 27: Titan-Monoblock-Abutment, hergestellt, im CAD/CAMVerfahren.
    • Abb. 28: CAD/CAM-Abutment aus Vollkeramik mit Klebebasis.

    • Abb. 29: CAD/CAM-Abutment aus Vollkeramik ohne Klebebasis.
    • Abb. 29: CAD/CAM-Abutment aus Vollkeramik ohne Klebebasis.

Fazit

Unser Beitrag stellt sicherlich nur einen Teilaspekt der digitalen Technologien dar, die bereits am Markt vorhanden sind. Zukünftig wird sich die Geschwindigkeit neuer, innovativer Entwicklungen aufgrund der immer höheren Rechnerleistungen stark beschleunigen. Ob diese Entwicklung immer vorteilhaft ist, darf vom kritischen Leser durchaus angezweifelt werden. Gefragt ist hier der „gesunde Menschenverstand“, der – neben aller Begeisterung für die digitalen Möglichkeiten – auch die Vorteile bewährter analoger Fertigungs- und Behandlungswege erkennt und diese intelligent mit den digitalen Konzepten verbindet, nicht nur im Interesse des Teams aus Zahnarzt und Zahntechniker, sondern vor allem zum Wohle des Patienten.

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: ZT Josef Schweiger, M. Sc. - Dr. Florian Beuer

Bilder soweit nicht anders deklariert: ZT Josef Schweiger, M. Sc. , Dr. Florian Beuer