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Eine Falldarstellung mit Tipps zum Nachmachen für Labore

Gerüst und Verblendung aus dem CAD/CAM – mit eigenen digitalen Schritten

Es zeigt sich oft: Mit digitalem Konstruieren und Umsetzen durch maschinelles Fräsen werden Kosten und Zeit gespart. Dass so neue Patientengruppen zufriedengestellt werden können, zeigt hier ZTM Daniel Kirndörfer an einem Fall mit verschraubter UK-Implantatprothetik im zahnlosen Kiefer. Dabei ist die CAD/CAM-gestützte Herstellung von NEM-Gerüsten schon für viele Labore Normalität geworden – für Verblendungen trifft dies noch nicht in diesem Maße zu. Der Autor führt im Folgenden vor, wie man den volldigitalen Verblendschritt auch ohne speziell vorgesehenes Softwaremodul gehen kann.

Der größte Erfolg für uns Zahntechniker ist sicherlich der, dass wir unseren Patienten wieder ein Stück Lebensfreude zurückgeben. Die hier behandelte Patientin war mit Anfang 60 noch sehr aktiv und lebensfroh. Sie kam nach einer Empfehlung seitens eines Kieferchirurgen zu uns. Dieser war bereits tätig geworden und hatte in den komplett unbezahnten Unterkiefer vier Implantate inseriert. Die Patientin hatte ihm gesagt und wiederholte es bei uns: „Mein größter Wunsch wäre, noch einmal feste Zähne zu haben.“

Die Vorarbeit

Im Team Zahnarzt und Zahntechniker wollten wir diesem Wunsch nachkommen und einigten uns alle sehr schnell auf eine fest verschraubte Brücke. Die Patientin würde das Gefühl fester Zähne haben, und trotzdem könnte man die Brücke ohne größeren Aufwand wieder abnehmen und nach beispielsweise einer professionellen Reinigung wieder eingliedern.

Der finanzielle Rahmen der Patientin war allerdings etwas geschmälert. Daher dachten wir besonders auch bei der Verfahrens- und Materialwahl genau nach, um nicht über das geplante Budget hinauszugehen, aber dennoch in der Qualität keine Abstriche machen zu müssen. Um einen gemeinsamen Einschub der Implantate zu erhalten, hatte der Chirurg bereits die distalen Implantate mit sogenannten abgewinkelten Multi-Units versorgt. Nun wurde, um Kosten zu sparen, auf die geraden Multi-Units in der Front verzichtet. Es ist ebenfalls kostengünstig, das Brückengerüst über den digitalen Weg herzustellen. Auf diese Weise kann man zudem einerseits die sehr positiven Eigenschaften von industriell gefertigten Metallronden nutzen und andererseits z. B. leicht zu einem spannungsfrei sitzenden Gerüst kommen. Hinsichtlich der benötigten Ästhetik einigte ich mich mit dem zuständigen Behandler und der Patientin auf ein Hochleistungskomposit. Die hieraus zu fertigende Verblendung sollte gleichfalls digital entstehen, um weitere Kosten zu sparen.

Das Implantatmodell

In der ersten Sitzung wurde das Langzeitprovisorium ausgegliedert und die erste Implantatabformung genommen. Ein individueller Löffel entstand bereits im Voraus auf den gelieferten Modellen des Chirurgen. Auf dem ersten Implantatmodell wurden verblockte Abformpfosten hergestellt (Abb. 1), die nach dem Aushärten mit einer dünnen Separierscheibe getrennt wurden. Bereits am nächsten Tag folgte die zweite Abformung. Die vorbereiteten getrennten Abformpfosten wurden dann im Mund mit Pattern Resin verbunden (Abb. 2). Durch dieses Vorgehen konnten wir die Implantate nahezu spannungsfrei abformen und somit Abdruckfehler vermeiden.

  • Abb. 1: Im Labor vorbereitete Abformpfosten.
  • Abb. 2: Intraorales Verblocken der Abformpfosten.
  • Abb. 1: Im Labor vorbereitete Abformpfosten.
  • Abb. 2: Intraorales Verblocken der Abformpfosten.

Das Implantatmodell wurde sofort nach der Sitzung hergestellt, in dieser Zeit wartete die Patientin in der Praxis. Da sie mit der aktuellen Bisshöhe perfekt zurechtkam, wollten wir diese eins zu eins aus dem aktuellen Provisorium übernehmen. Dazu schraubten wir das Provisorium auf unser neues Implantatmodell auf und verwendeten dies zum Einartikulieren. Damit hatten wir nicht nur eine genaue Bissübertragung, sondern konnten uns auch den Termin für eine Bissnahme sparen. Nachdem die Modellvorbereitung abgeschlossen war, wurde das Provisorium gereinigt und der Patientin wieder eingegliedert. Anschließend wurden noch Farbe und Form für die finale Brücke besprochen und der nächste und auch letzte Termin angesetzt. Bis zu diesem Termin würde die Arbeit komplett fertiggestellt sein.

Die Planung für die digitale Verblendung

Aus einem Artikel von ZTM Phillip von der Osten und Zahnarzt Gerhard Reif [1] geht hervor, wie eine digitale Verblendung mit 3shape-Bausteinen zu generieren ist. Dem wollte ich folgen. In unserem Labor steht jedoch die Software von exocad zur Verfügung – und hier gibt es kein Modul, in dem eine Datei in zwei Teile gesplittet werden kann. Mit etwas Kreativität konnte ich trotzdem nicht nur das Gerüst für die Brücke über den digitalen Weg produzieren, sondern auch die Anatomie, und zwar ohne Doppelscan.

Im ersten Workflow wurde mithilfe des Wax-up, das analog im Artikulator aufgestellt wurde (Abb. 3-6), die anatomische Implantatbrücke gefertigt. Dafür wurde der Workflow ganz normal angelegt und die anatomische Brücke wie üblich hergestellt. Es wurden das Meistermodell, die Implantatpositionen und das Wax-up eingescannt. Die hieraus generierten STL-Daten benötigten wir später (Abb. 7-10).

  • Abb. 3-6: Analoges Wax-up mit Kunststoffzähnen.
  • Abb. 7: Eingescanntes Wax-up.
  • Abb. 3-6: Analoges Wax-up mit Kunststoffzähnen.
  • Abb. 7: Eingescanntes Wax-up.

  • Abb. 8: Digitale Implantatposition anhand von Scanbodys.
  • Abb. 9 u. 10: Generierte STL/implantatgetragene Anatomie.
  • Abb. 8: Digitale Implantatposition anhand von Scanbodys.
  • Abb. 9 u. 10: Generierte STL/implantatgetragene Anatomie.

Im zweiten Workflow wurde nun das Gerüst designt. Als Grundlage diente das Stegmodul der Konstruktionssoftware. Alle Scans aus dem ersten Workflow wurden verwendet und es wurden das Meistermodell wie auch die Implantatpositionen kopiert. Das Wax-up wurde als „Situations- Scan“ geladen, dadurch konnte der Steg perfekt innerhalb der Anatomie platziert werden. Die fertig generierte STL-Datei bildete nun zum einen den Datensatz für unser Gerüst, zum anderen würden wir diese zweite STL plus die STL aus dem ersten Workflow in einen dritten Workflow münden lassen (Abb. 11-13).

  • Abb. 11 u. 12: Gestaltung des Gerüstes mithilfe des Wax-up.
  • Abb. 13: Generierte STL/Gerüst.
  • Abb. 11 u. 12: Gestaltung des Gerüstes mithilfe des Wax-up.
  • Abb. 13: Generierte STL/Gerüst.

Im dritten Workflow wurde wieder mithilfe eines Wax-up gearbeitet, hier benötigten wir nur noch zwei Scans. Diese sind aber eigentlich keine Scandateien. Denn die CAD fragt nun nach dem „Kiefer-Scan“, hier wird die generierte STL aus dem zweiten Workflow herangezogen: mithin das Gerüst. Danach wird auch nach dem „Wax-up-Scan“ gefragt, hier lassen wir die Software mit der generierten STL aus dem ersten Workflow arbeiten: der Anatomie. Da diese zwei STL-Dateien nicht perfekt übereinanderliegen (Abb. 14), setzen wir das Tool, „Mesh registrieren“ ein, das im „Experten-Modus“ verfügbar ist. Hier ist es nun möglich, das Wax-up über eine 3-Punkte- Ausrichtung zu 100 % über das Gerüst zu legen (Abb. 15 u. 16). Da beide Datensätze mit den Implantatpositionen konstruiert wurden, befinden sich dort als Referenzen die Stellen, die bei beiden Datensätzen exakt gleich sind. Diese sind also notwendig, damit die Ausrichtung perfekt funktioniert.

  • Abb. 14: Generierte STL-Dateien aus dem ersten und zweiten Workflow.
  • Abb. 15 u. 16: Übereinanderlagern der Dateien.
  • Abb. 14: Generierte STL-Dateien aus dem ersten und zweiten Workflow.
  • Abb. 15 u. 16: Übereinanderlagern der Dateien.

Nach diesem Schritt kehren wir in den normalen Guide zurück. Die tiefste Stelle des Steges wird für die Präparationsgrenze verwendet. Die fertige STL aus diesem dritten Workflow stellt den monolithischen Überwurf dar, der im Design – und später im gefrästen Zustand – perfekt auf unser Gerüst aus dem zweiten Workflow passt (Abb. 17-21).

  • Abb. 17: Digitales Gerüst als Modell.
  • Abb. 18: Digitales Gerüst mit Wax-up.
  • Abb. 17: Digitales Gerüst als Modell.
  • Abb. 18: Digitales Gerüst mit Wax-up.

  • Abb. 19: Digitale Gestaltung des Überwurfs.
  • Abb. 20 u. 21: Generierte STL/Überwurf.
  • Abb. 19: Digitale Gestaltung des Überwurfs.
  • Abb. 20 u. 21: Generierte STL/Überwurf.

Die CNC-Umsetzung

In unserem Praxislabor steht uns eine 5-Achs-Fräsanlage zur Verfügung. Um die Herstellungskosten so gering wie möglich zu halten, war es unser Ziel, beide Strukturen – das Implantatgerüst und den monolithischen Überwurf – auf dieser Anlage zu fräsen. Da die Maschine auch NEM in einer soliden Qualität fräsen kann, wurde das Gerüst in einer CoCr-Legierung umgesetzt (Abb. 22).

  • Abb. 22: Gefrästes NEM-Gerüst.
  • Abb. 23-25: Verklebte Titan-Klebebasen mit Gerüst.
  • Abb. 22: Gefrästes NEM-Gerüst.
  • Abb. 23-25: Verklebte Titan-Klebebasen mit Gerüst.

Der Steg wurde zweiteilig designt, sprich: Die Implantatverbindung fräsen wir nicht auf unserer Anlage selbst, sondern haben uns für industriell vorgefertigte Titan-Klebebasen entschieden. Diese wurden einfach mit dem Gerüst auf dem Modell spannungsfrei verklebt (Abb. 23-25).

  • Abb. 26: Gefräster Überwurf aus Hochleistungskunststoff.

  • Abb. 26: Gefräster Überwurf aus Hochleistungskunststoff.
Bei der Materialwahl für den Überwurf war die zur Verfügung stehende Auswahl sehr klein. Es gab noch keine große Auswahl an maschinell fräsbarem Material, das für definitiven Zahnersatz verwendet werden konnte und das gleichzeitig erstens eine sehr gute Ästhetik besitzt, zweitens plaqueresistent ist und drittens vor allem schon über mehrere Jahre getestet wurde, um die Langlebigkeit sicherzustellen. Hier entschlossen wir uns zu „bre.CAM HIPC“. HIPC, technisch „High Impact Polymer Composite“, ist für dauerhaften Zahnersatz zugelassen. Es handelt sich um ein amorphes kreuzgittervernetztes Komposit und verfügt daher über deutlich höhere physikalische Werte als herkömmliches PMMA. Das Material ist sowohl monolithisch einsetzbar als auch verblendfähig. Die Ronden können trocken mit normalen PMMA-Fräswerkzeugen in fast jeder Fräsanlage verwendet werden, so auch in unserem Gerät (Abb. 26). Das Material gibt es in den gängigen VITA-Farben.

Fertigstellung

Wie in einem Baukastensystem konnten nun die einzelnen Brückenteile Stück für Stück miteinander verklebt werden. Für die „Hochzeit“, also das Verbinden der beiden Strukturen, wurde ein dualhärtendes Befestigungskomposit verwendet. Nach dem endgültigen Aushärten wurden die Überschüsse nachgearbeitet. Die Interdentalräume wurden jetzt weiter geöffnet, es wurden nun auch Form und Struktur mit bestem zahntechnischen Verständnis und Können eingearbeitet (Abb. 27). Bei dieser Unterkieferbrücke wurde bewusst auf ein Cutback verzichtet, da wir in diesem Fall für die Langlebigkeit auf eine stabile monolithische Struktur setzten. Zu guter Letzt wurde für das perfekte Finish rosa Komposit angetragen.

  • Abb. 27: Eingearbeitete Oberflächenstrukturen.
  • Verwendete Materialien
  • Abb. 27: Eingearbeitete Oberflächenstrukturen.
  • Verwendete Materialien

  • Abb. 28: Fertige Implantatbrücke.
  • Abb. 28: Fertige Implantatbrücke.

Insgesamt wurde auf die Reinigbarkeit der Brücke geachtet. Dies ist sowohl für die Langlebigkeit der Prothetik als auch für die Prognose der Implantate essenziell (Abb. 28 ).

Fazit

Der Patientin konnte wie versprochen bereits in der dritten Sitzung die fertige Brücke eingegliedert werden. Die implantatgetragene Brücke hat sich wie erwartet perfekt etabliert. Nach dem Einschrauben wurde die Reinigbarkeit überprüft, die okklusalen Schraubenkanäle wurden im Anschluss mit Teflonband und Komposit ästhetisch verschlossen.

Die Patientin konnten wir durch diese Arbeit mehr als zufriedenstellen. Wir konnten ihren Wunsch nach festen Zähne erfüllen, und auch wir im Team Zahnarzt und Zahntechniker waren mit der finalen Arbeit sehr zufrieden. Das „Two-in-one“-Konzept mit Brücke und Verblendung aus dem CAD/CAM nahm uns sehr viel Arbeit ab und sparte dadurch auch der Patienten viel Geld. Wir konnten unsererseits mehr Zeit in das Finish stecken und erreichten eine gleichbleibende oder sogar gesteigerte Qualität durch das gewählte Verfahren und Material. Auch wir sparten in der Summe Zeit.

Die schnelle Reproduzierbarkeit einer solchen komplexen Arbeit ist sicherlich ebenso ein Vorteil, denn die Datensätze können auf verschiedensten Datenträgern für die Patienten archiviert werden. Sie stehen dann für spätere Zwecke wieder zur Verfügung.

[1] von der Osten Ph, Reif G. Das „Two-in-one“-Prinzip. Effizienz in der Implantatprothetik: Gerüst und Verblendung CAD/CAM-gestützt gefertigt. dental dialogue 2014;15(10):55-65.

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Näheres zum Autor des Fachbeitrages: ZTM Daniel Kirndörfer


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