Kronen/Brücken


Just do it! Konstruieren mit der Zfx CAD-Software


Aller Anfang ist schwer – dies erwarten auch viele Zahntechniker, wenn es um das computergestützte Designen von Zahnersatz geht. Die Ausführung zahntechnischer Arbeitsschritte am Computer ist vielen noch immer fremd. So bestehen häufig Zweifel, dass es möglich ist, den Umgang mit Scanner und Software innerhalb kurzer Zeit zu erlernen und Restaurationen mittels CAD/CAM-Technologie bereits von Beginn an wirtschaftlich effizient zu fertigen. Doch wird eine geeignete Software eingesetzt, so fällt das Konstruieren zumindest von weniger komplexen Versorgungen nach einer Einführungsschulung nicht schwer. Unser Autor erläutert im Folgenden die Arbeitsschritte zur Herstellung einer dreigliedrigen verblendeten Brücke.

Im Labor Kaiser Zahntechnik in Sindelfingen kommen der Zfx Scan II und die Zfx CAD-Software zum Einsatz, die dank zahlreicher Automatikfunktionen einen einfachen Workflow ermöglichen. Der Anwender wird von der Software Schritt für Schritt durch den Konstruktionsprozess geführt, kann jedoch auf Wunsch auch voreingestellte Parameter modifizieren und Vorschläge der Software selbst überarbeiten. Anhand des folgenden Beispiels – der Konstruktion eines Brückengerüstes und einer Verblendschicht – wird gezeigt, dass sich selbst anspruchsvollere Arbeiten schnell und einfach realisieren lassen.

Planung

Die Planung sah im vorliegenden Fall eine dreigliedrige Brücke für regio 35 bis 37 vor. Für das Brückengerüst wurde das Material Zirkoniumdioxid (IPS e.max ZirCAD, Ivoclar Vivadent) gewählt, die Verblendung sollte mittels Überpresstechnik mit IPS e.max Press (Ivoclar Vivadent) erfolgen. Hierfür sollten das Brückengerüst sowie die zu pressenden Formen digital konstruiert und anschließend im Zfx-Fräszentrum in Altomünster hergestellt werden. Die Formen für die Verblendung wurden aus Wachs gefräst, um sie anschließend im Labor aus Presskeramik zu produzieren.

Digitalisierung

Auf Grundlage einer konventionellen Abformung wurden im Labor zunächst ein Sägeschnittmodell des Unterkiefers mit Einzelstumpfsegmenten für regiones 35, 36 und 37 sowie ein Gegenkiefermodell erstellt. Anschließend wurden beide Modelle im Artex TR (Amann Girrbach) mit einem Bennett-Winkel von 15° und einer Gelenkbahnneigung von 30° einartikuliert. Es folgte die Digitalisierung der Modelle mit dem Scanner.

Auftrag anlegen

  • Abb. 1: Anlegen des Auftrags in der Database.

  • Abb. 1: Anlegen des Auftrags in der Database.
Zunächst wurde die Database der Zfx CAD-Software aufgerufen. Dabei öffnet sich automatisch ein Auftragsblatt (Abb. 1), in das die Kundennummer, der Name des Patienten sowie seine Zahnfarbe und der Name des Zahntechnikers, der den Fall bearbeitet, einzutragen sind. Zusätzlich steht ein Zahnschema zur Verfügung, in dem ausgewählt wird, welche Restaurationsarten für welche Zähne geplant sind.

Im vorliegenden Fall wurden für die Stümpfe 35 und 37 Überpresskronen und für 36 ein Überpresspontic gewählt. Auch das Material, aus dem die Brücke gefertigt werden soll, wird in diesem Schritt festgelegt. Nach Eintragen aller erforderlichen Daten wurden diese abgespeichert. Erst durch diese Sicherung werden weitere Arbeitsschritte, wie beispielsweise ein Scanvorgang, möglich. Die zuvor deaktivierten Icons werden nun automatisch freigeschaltet.

Scan des Oberkiefermodells

Um die Modelle zu digitalisieren, wurde zunächst das Oberkiefermodell in ein Artex Transfer-Kit gesetzt und im Scanner positioniert. Dabei sollte man darauf achten, dass sich das Oberkiefermodell auf Höhe der Scanachse befindet. Wird die gewünschte Höhe nicht erreicht, können im Lieferumfang enthaltene Distanzplatten unter das Transfer-Kit gesetzt werden, um eine optimale Ausrichtung zu ermöglichen. Wird eine solche Platte verwendet, so muss diese vor Beginn des Scans im Statusfenster eingetragen werden. Anschließend wurde der Scanvorgang gestartet.

Scan des Unterkiefermodells

Im zweiten Schritt wurde das Unterkiefermodell in das Transfer-Kit gesetzt und ebenfalls mithilfe von Distanzplatten entsprechend der Scanachse ausgerichtet. Um jeden Zahn herum wird ein Kreis angezeigt, der den jeweiligen Scanradius darstellt (Abb. 2). Die Kreise lassen sich auf Wunsch in ihrer Größe und Position modifizieren. Nachdem der gewünschte Scanbereich eingestellt war, wurde durch Klicken auf die Schaltfläche „Weiter“ die Digitalisierung automatisch gestartet. Während des Scanvorgangs ist es wichtig, die Anweisungen des Programms zu befolgen (Abb. 3 u. 4). Zudem sollte bei der Aufnahme von Sägeschnittmodellen besonders darauf geachtet werden, dass einzelne Segmente beim Einsetzen in den Scanner stets fest auf der Platte bzw. dem Modell sitzen.

  • Abb. 2: Auswahl des Scanbereichs am Unterkiefermodell.
  • Abb. 3: Das Programm führt den Anwender durch den Scanprozess.
  • Abb. 2: Auswahl des Scanbereichs am Unterkiefermodell.
  • Abb. 3: Das Programm führt den Anwender durch den Scanprozess.

  • Abb. 4: Scannen eines Stumpfes.
  • Abb. 4: Scannen eines Stumpfes.

Überprüfen der Scandaten

Nach erfolgtem Scan wurde die Schaltfläche „Matching“ angewählt und die eingescannten Modelle auf Vollständigkeit der Daten geprüft. Hierzu kann das virtuelle Modell im Viewer durch einen rechten Mausklick in alle Richtungen gedreht und exakt betrachtet werden. Sind Fehlstellen oder Ungenauigkeiten vorhanden, so kann der Anwender den gewünschten Bereich markieren und selektiv nachscannen. Dabei sollten die mesialen und distalen Seiten der Nachbarzähne auf jeden Fall eingescannt werden. Der Prozess lässt sich beliebig oft durchführen. Kleine Datenlücken lassen sich auch automatisch durch die Software füllen. Mittels Matching werden anschließend alte und neue Daten zusammengerechnet. Im vorliegenden Fall waren beide Modelle vollständig erfasst. Es wurden lediglich noch die Bereiche des Scans, die für die geplante Konstruktion nicht erforderlich waren, unter Einsatz der Scherensymbole entfernt (Abb. 5). Durch dieses Trimmen wird der Datensatz verkleinert, sodass weniger Rechenleistung und Zeit bei der späteren Bearbeitung benötigt werden.

  • Abb. 5: Trimmen des virtuellen Modells.
  • Abb. 6: Vestibulärscan.
  • Abb. 5: Trimmen des virtuellen Modells.
  • Abb. 6: Vestibulärscan.

Vestibulärscan

Nach Abspeichern der Daten erfolgte ein Vestibulärscan (Abb. 6). Für diesen Vorgang wurden Ober- und Unterkiefermodell gemeinsam in das Transfer-Kit eingespannt und beide Modelle in den Scanner gesetzt. Dabei kam die gleiche Distanzplatte zum Einsatz, die auch für die Digitalisierung des Unterkiefermodells verwendet wurde. Nach dem Scanvorgang werden die beiden Modelle automatisch virtuell in der im Artikulator ermittelten Stellung zusammengeführt.

Konstruktion

Anschließend wurde die CAD-Software über die Database gestartet. Zunächst wurde der virtuelle Artikulator geöffnet, um die beiden eingescannten Modelle auszurichten (Abb. 7). Hierzu wurden die im physischen Artikulator ermittelten Werte in die Datenmaske des virtuellen Artikulators eingetragen und die Modelle auf der Okklusionsebene ausgerichtet. Nachfolgend wurden die Protrusions- und Laterotrusionsbewegungen simuliert und die Bewegungsbahnen vom System gespeichert. Es folgte das Einzeichnen der Präparationsgrenzen an beiden Pfeilerzähnen (Abb. 8). Um die Ränder besser zu erkennen, wurde der gewünschte Bereich des Stumpfes mit einer Lupe vergrößert. Anschließend generierte das Programm einen Vorschlag für die Gestaltung der Innenseiten des Brückengerüstes: Zementspalt, Kronenrand, Einschubrichtung der Brücke und Unterschnitte lassen sich hierbei individuell einstellen (Abb. 9 u. 10).

  • Abb. 7: Modelle im virtuellen Artikulator.
  • Abb. 8: Einzeichnen der Präparationsgrenzen.
  • Abb. 7: Modelle im virtuellen Artikulator.
  • Abb. 8: Einzeichnen der Präparationsgrenzen.

  • Abb. 9: Festlegen der Einschubrichtung.
  • Abb. 10: Einstellen der Kronenparameter.
  • Abb. 9: Festlegen der Einschubrichtung.
  • Abb. 10: Einstellen der Kronenparameter.

Konstruktionsvorschlag

Die Software generierte einen vollanatomischen Konstruktionsvorschlag für die geplante Brücke und platzierte diesen auf dem virtuellen Modell (Abb. 11). Im vorliegenden Fall wurden die generierten Zähne durch Vorlagen aus der Zahnformendatenbank ersetzt, da diese anatomisch natürlichere Kauflächen bieten (Abb. 12). Unter Einsatz verschiedener Positionierungstools wurden die geplanten Restaurationen nun in die gewünschte Position in Relation zum Oberkiefer und zu den Nachbarzähnen gebracht. Der Abstand zum Antagonisten wird dabei farblich dargestellt – so ist es möglich, bereits in diesem Schritt die Okklusion weitgehend anzupassen und starke Überlappungen zu vermeiden (Abb. 13).

  • Abb. 11: Vollanatomischer Konstruktionsvorschlag.
  • Abb. 12: Auswahl von Zahnformen aus der Datenbank der Software.
  • Abb. 11: Vollanatomischer Konstruktionsvorschlag.
  • Abb. 12: Auswahl von Zahnformen aus der Datenbank der Software.

  • Abb. 13: Positionierung der geplanten Restaurationen auf dem Modell; dabei ist der Abstand zum Antagonisten erkennbar.
  • Abb. 13: Positionierung der geplanten Restaurationen auf dem Modell; dabei ist der Abstand zum Antagonisten erkennbar.

Freiformen

Nach der Positionierung folgte das Freiformen mit unterschiedlichen Werkzeugen. Dabei wurden Höcker, Kauflächen und Pontics individuell gestaltet. Beim finalen Einstellen der Okklusion sollte darauf geachtet werden, dass leichte Abrasionsflächen und Kontakte zum Gegenkiefer bestehen bleiben (Abb. 14). Die Okklusalflächen wurden anschließend anhand der gespeicherten virtuellen Artikulatorbewegungen an die dynamische Okklusion angepasst. Im vorliegenden Fall entstanden durch das dynamische Einschleifen der Konstruktion Abrasionsflächen im bukkalen Bereich der Brücke. Die Kontakte wurden nach dem Einschleifen erneut angezeigt (Abb. 15).

  • Abb. 14: Kauflächengestaltung.
  • Abb. 15: Kontakte nach dem dynamischen Anpassen.
  • Abb. 14: Kauflächengestaltung.
  • Abb. 15: Kontakte nach dem dynamischen Anpassen.

Reduktion

Um die Daten für ein Gerüst zu erhalten, das anschließend mit IPS e.max Press überpresst wird, wurde die vollanatomische Brückenkonstruktion gleichmäßig an allen Seiten um 1,25 mm reduziert (Abb. 16). Die erforderliche Mindestwandstärke des Gerüstes von 0,5 mm wurde dabei nicht unterschritten. Das reduzierte Gerüst wurde nun noch einmal mit Freiformwerkzeugen bearbeitet. Insbesondere sollten dabei Höckerspitzen und scharfe Kanten geglättet werden, um die Gefahr von Chipping zu minimieren. Wichtig ist zudem, dass keine Unterschnitte im äußeren Bereich des Gerüstes vorhanden sind, da diese das exakte Überpressen verhindern. Nachfolgend wurden Verbinderformen in der Software ausgewählt, die Verbinder positioniert und in ihrer Form angepasst (Abb. 17). Die in der Software hinterlegten Werte für den Verbinderquerschnitt sollten nicht unterschritten werden, um die notwendige Stabilität der Versorgung zu gewährleisten.

  • Abb. 16: Anatomisch reduziertes Brückengerüst.
  • Abb. 17: Designen der Verbinder.
  • Abb. 16: Anatomisch reduziertes Brückengerüst.
  • Abb. 17: Designen der Verbinder.

Verblendung und Datentransfer

  • Abb. 18: Brückengerüst aus Zirkoniumdioxid und die zu pressenden Formen aus Wachs.

  • Abb. 18: Brückengerüst aus Zirkoniumdioxid und die zu pressenden Formen aus Wachs.
Nach abgeschlossener Konstruktion wurden automatisch die Daten für die zu pressenden Formen errechnet. Hierzu kombiniert die Software die Daten der vollanatomischen Konstruktion mit denen des modellierten virtuellen Gerüstes. Auch bei diesem Arbeitsschritt stehen dem Anwender unterschiedliche Optionen der individuellen Gestaltung zur Verfügung. Abschließend wurden beide Datensätze – Gerüst und zu pressende Formen – virtuell zusammengefügt und überprüft. Sie wurden als STL-Datensatz an das Zfx-Fräszentrum in Altomünster geschickt und dort gefertigt. Die Lieferung des Brückengerüstes und der Wachsformen (Abb. 18) erfolgte innerhalb von 72 Stunden.

Überpressen und Finalisierung

Nach Anlieferung des Gerüstes wurde dessen Passung auf dem Sägeschnittmodell überprüft und ein guter Randschluss festgestellt. Die Wachsformen wurden nachfolgend auf das Gerüst gesetzt und mit rückstandslos verbrennbarem Wachs leicht nachmodelliert. Nach Überprüfen der Okklusion, die im vorliegenden Fall nicht korrigiert werden musste, wurde im Artikulator die Brücke angestiftet. Dabei wurde jeder Pfeiler und jedes Brückenglied mit einem eigenen Presskanal versehen, dessen Durchmesser, Länge und Winkel nach den Angaben des Herstellers der Presskeramik gestaltet wurden. Dies ist wichtig, da bei Nichteinhaltung der Angaben Verpressungen entstehen können. Eingebettet wurde mit dem IPS Muffelsystem 200 g (Ivoclar Vivadent) unter Verwendung der Einbettmasse StarVest-SOFT-2 (Weber Dental). Die Muffel wurde vorgewärmt, der IPS e.max Press Rohling mit dem Presskolben eingesetzt und alles gemeinsam in den Ofen gestellt. Das gewünschte Pressprogramm wurde nun gestartet. Nach dem Pressvorgang und dem Abkühlen der Muffel wurde die Einbettmasse zunächst grob entfernt (Abb. 19) und dann das Gerüst abgestrahlt (Abb. 20). Nach Abtrennen der Gusskanäle wurde okklusal noch leicht reduziert, um ein wenig Schneidemasse und Malfarben aufbringen zu können. Nun folgten der Brennvorgang sowie eine abschließende Individualisierung. Das Ergebnis war eine ästhetische Brücke mit optimaler Passung. Die Abbildungen 21 und 22 zeigen die fertige Brücke vor der Eingliederung.

  • Abb. 19: Brücke in Einbettmasse.
  • Abb. 20: Restauration nach dem Abstrahlen.
  • Abb. 19: Brücke in Einbettmasse.
  • Abb. 20: Restauration nach dem Abstrahlen.

  • Abb. 21: Die fertige Brücke …
  • Abb. 22: … vor der Lieferung an die Praxis.
  • Abb. 21: Die fertige Brücke …
  • Abb. 22: … vor der Lieferung an die Praxis.

Fazit

Der vorgestellte Fall zeigt, dass mit der Zfx CAD-Software auf unkompliziertem Wege hervorragende Ergebnisse erzielt werden können. Die Software bietet viele Automatikfunktionen und führt den Anwender durch den Konstruktionsprozess. Für erfahrene Anwender bietet sie den Vorteil, dass voreingestellte Werte verändert werden können und so ein sehr flexibles Arbeiten möglich ist. Die Software hat jedoch noch viel mehr zu bieten: Mit ihr lassen sich auch beispielsweise Stege, individuelle Implantat-Abutments, Teleskope und Geschiebe konstruieren. In Zukunft werden regelmäßig Updates über Fernwartung direkt und automatisch aufgespielt, sodass der Anwender ohne Aufwand von allen Neuerungen profitieren kann.

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: ZT René Gleisberg

Bilder soweit nicht anders deklariert: ZT René Gleisberg


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