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Teil 1: Über die Herausforderung, verschiedene Systeme unter einen „digitalen Hut“ zu bringen

Implantate digital versorgen – ist doch alles „ganz easy“ … oder?

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ZTM Petra Streifeneder-Mengele stellt hier ihre konkreten Erfahrungen im Labor bei der Umstellung von analog versorgten Implantaten auf den digitalen Weg dar. Insbesondere berichtet sie über die Hindernisse bei der Schnittstellen-Koordination und ihre daraus gewonnenen Erkenntnisse. Im ersten Teil geht es ihr um die Grundlagen und Voraussetzungen für den Einstieg. Leicht war die Annäherung nicht!

Vor einiger Zeit konfrontierte mich einer meiner Zahnärzte mit der Tatsache, dass er in seiner Praxis nun ausschließlich scannen wollte, nicht nur Zähne für Kronen und Brücken, sondern auch Implantate. Es mache ihm einfach Spaß, digital zu arbeiten, und er sehe auch eine Menge Vorteile darin. Außerdem seien die Patienten durch diese innovative Technologie ebenfalls zu begeistern. Denn welcher Patient sei schon scharf auf eine „Abdruck-Pampe“ im Mund, wenn er die Wahl habe? Keiner! Und schließlich funktioniere das mittlerweile mit den digital hergestellten Kronen und Brücken ja auch ganz prima!

Also ist der zahnmedizinische Wunsch, auch die gesamten Implantatversorgungen auf digitalem Weg herzustellen, durchaus verständlich. Schließlich wird auch seitens der Industrie suggeriert, dass es dadurch genauer und einfacher sowie schneller gehe. Man könne dadurch Zeit und Kosten sparen und erhalte gleichzeitig ein qualitativ besseres und reproduzierbares Ergebnis. So weit, so gut.

So trat mein Kunde mit der Bitte an mich heran, einen dementsprechenden Workflow einrichten zu wollen. Und als „brave zahntechnische Wunscherfüllerin“, die ich nun einmal bin, stimmte ich dem natürlich zu. Dabei ahnte ich nicht, dass ich damit meine Freizeitgestaltung und die meines Mannes für die nächsten Monate bestimmt hatte. Nun ja: Grundsätzlich fand ich es eine sehr gute Idee … bis ich anfing, mich mit dem Thema intensiver auseinanderzusetzen, und mich auf den zahntechnischen Weg machte, die gewohnten analogen Arbeitsweisen (Abb. 1) und Materialien komplett ins digitale Zeitalter zu „übersetzen“. Über digitale Erfahrung verfügte ich jedoch schon, denn seit 7 Jahren versorge ich Implantate nur noch mit individuell konstruierten und gefrästen CAD/CAM-Abutments (Atlantis/Fa. Dentsply Sirona). Ich bin in dieser Hinsicht ein überzeugter Anwender der digitalen Technik (Abb. 2 u. 3).

  • Abb. 1: Zu Beginn sollte man bei sehr ungünstigen Fällen lieber noch den gewohnten Weg gehen.
  • Abb. 2 u. 3: Digitale Erfahrung hatte ich schon lange: mit individuell konstruierten und extern gefrästen CAD/CAM-Abutments (Atlantis/Dentsply Sirona). Die restliche Herstellung erfolgte dann gemischt analog/digital.
  • Abb. 1: Zu Beginn sollte man bei sehr ungünstigen Fällen lieber noch den gewohnten Weg gehen.
  • Abb. 2 u. 3: Digitale Erfahrung hatte ich schon lange: mit individuell konstruierten und extern gefrästen CAD/CAM-Abutments (Atlantis/Dentsply Sirona). Die restliche Herstellung erfolgte dann gemischt analog/digital.


Die Vorteile des rein digitalen Vorgehens auf einen Blick:

  1. Angenehmer Behandlungsablauf für den Patienten – besonders bei Würgern.
  2. Alle Patientenfälle sind platzsparend und reproduzierbar dokumentiert: Keine Lagerung von Modellen mehr und die Daten sind schnell abrufbar.
  3. Die digitale Abformung kann zeitnah durch den Behandler kontrolliert und korrigiert werden, sodass weitere Sitzungen entfallen.
  4. Zeitersparnis und bessere Kommunikationsmöglichkeiten ermöglichen ein effizienteres Arbeiten von und zwischen Praxis und Labor.
  5. Durchgehende digitale Prozesskette: Kein Wechsel mehr zwischen analog und digital.
  6. Standardisierung der Verfahrensabläufe, wodurch einehohe gleichbleibende Ergebnisqualität möglich wird.

Die restliche Herstellung erfolgte dann bisher gemischt analog/digital. Wir sahen nun aber schnell: In der Zahnarztpraxis mit einem Scanner Implantatpfosten abzuscannen ist eine Sache – diese Daten aber danach zu einem funktionierenden Endprodukt zu verarbeiten, ist eine ganz andere!

Basis-Erläuterungen

Bevor man sich über den eigentlichen Arbeitsprozess ab der digitalen Abformung Gedanken macht, sollte man im Vorfeld noch andere wichtige Überlegungen anstellen. Welche das aus meiner Sicht sind, möchte ich nachfolgend darlegen. Zum besseren und grundsätzlichen Verständnis stellte ich mir die Frage, woraus ein Datensatz besteht und wie die Datenübertragung funktioniert. Summarisch kann man sagen: Beim Scannen entsteht durch die 3D-Digitalisierung eine Punktewolke mit XYZ-Koordinaten (Abb. 4) und diese wird mithilfe von Dreiecksfacetten (STL-Dateien) wieder in eine Fläche zurückgeführt (Abb. 5 u. 6). Über diese Flächenrückführung wird eine Übergabedatei (z. B. im STL-Format, Abb. 7) errechnet. Diese Datei kann dann in eine CAD-Software (z. B. 3Shape) eingelesen werden. Dadurch erhält man die Grundlage für die CAD-Konstruktion.

  • Abb. 4: Punktewolken entstehen durch das Scannen von Objekten und werden
verwendet, um diese in ein CAD-System einzulesen.
  • Abb. 5 u. 6: Beispiele vom Oberfl ächen-Design einer Implantatarbeit, als Dreiecksnetz dargestellt.
  • Abb. 4: Punktewolken entstehen durch das Scannen von Objekten und werden verwendet, um diese in ein CAD-System einzulesen.
  • Abb. 5 u. 6: Beispiele vom Oberfl ächen-Design einer Implantatarbeit, als Dreiecksnetz dargestellt.

  • Abb. 7: Schematische Darstellung eines STL-Dateiformats. Das STL-Format beschreibt die Oberfläche von 3D-Körpern mithilfe von Dreiecksfacetten. Die STL-Schnittstelle ist die Standard-Schnittstelle vieler CAD-Systeme (Quelle: Wikipedia). Sie dient als Übergabeformat. Im Gegensatz dazu gibt es spezielle auf einen internen Prozess abgestimmte Daten (z. B. mit der Endung .3oxz, .exo oder .xml). Diese vereinfachen zwar den Datentransfer innerhalb eines Workflows, dies bedeutet aber ebenso, dass es sich um „geschlossene“ Schnittstellen handelt und diese nicht bei jedem System übereinstimmen. So ist man unter Umständen sehr herstellerabhängig.
  • Abb. 7: Schematische Darstellung eines STL-Dateiformats. Das STL-Format beschreibt die Oberfläche von 3D-Körpern mithilfe von Dreiecksfacetten. Die STL-Schnittstelle ist die Standard-Schnittstelle vieler CAD-Systeme (Quelle: Wikipedia). Sie dient als Übergabeformat. Im Gegensatz dazu gibt es spezielle auf einen internen Prozess abgestimmte Daten (z. B. mit der Endung .3oxz, .exo oder .xml). Diese vereinfachen zwar den Datentransfer innerhalb eines Workflows, dies bedeutet aber ebenso, dass es sich um „geschlossene“ Schnittstellen handelt und diese nicht bei jedem System übereinstimmen. So ist man unter Umständen sehr herstellerabhängig.

Sobald die Konstruktion (Krone, Abutment usw.) fertig ist, wird über ein internes Berechnungsformat eine weitere Übergabedatei (z. B. .3oxz) erstellt, die wiederum in eine CAM-Software eingelesen werden kann. In dieser Herstell-Software wird ebenfalls über ein internes Berechnungsformat eine Übergabedatei erstellt und diese wird zur Bearbeitung an die Fertigung (z. B. Fräsmaschine oder Drucker) gesendet. Der aufmerksame Leser wird schnell erkennen, dass dieser Prozess sehr aufwendig ist und durchaus seine Tücken haben kann! Wer sich dazu näher in dieses Thema einlesen möchte, dem kann ich das Buch: „CAD/CAM in der digitalen Zahnheilkunde“ von Josef Schweiger/Annett Kieschnick (Teamwork media GmbH, 2017) sehr empfehlen.

Die Weiterverarbeitung des Intraoralscans durch das Labor

Oftmals ist den Zahnärzten gar nicht bewusst, wie komplex die zahntechnische Welt geworden ist, und was sie als „einfach“ verstehen, bedeutet für uns Zahntechniker oft eine echte Herausforderung. Eine erste Hürde baut sich dann auf, wenn seitens der Behandler nicht exakt genug abgescannt oder mit einem aufeinander abgestimmten System gearbeitet wird. Zwei analoge Abformungen von einem Kiefer für eine Kronen- oder Brückenversorgung zusammenzubasteln oder sonstige Unwegsamkeiten aus der zahnärztlichen Praxis zu beheben, beherrschen wir Techniker ja mittlerweile ganz gut.

Aber versuchen Sie einmal, ein .3oxz-Datenformat mit einem .dxd-Format zusammen zu verarbeiten! Oder es geht darum, anhand eines „löchrigen“ Datensatzes eine Krone zu konstruieren oder ein gedrucktes Modell herzustellen – oftmals schier unmöglich! Zusätzlich ist das mit der Genauigkeit auch so eine Sache: wenn nämlich beim Scannen gepudert werden muss. Dann sehen die Oberflächen unter Umständen aus wie „gedengelte Kupferschalen“ oder – für die weiblichen Leser: wie eine „Orangenhaut“ (Abb. 8–11).

  • Abb. 8–10: Negativbeispiel eines Oralscans. Im Oberkiefer fehlt der Gegenzahn 17 und im Unterkiefer sind einige „Löcher“ und „Fahnen“ enthalten. Bei dem Versuch, diese „Artefakte“ nachträglich zu schließen oder zu bearbeiten, kann es Probleme mit der CAD-Software geben.
  • Abb. 11: Oberflächenungenauigkeiten durch unsachgemäßen Puderauftrag.
  • Abb. 8–10: Negativbeispiel eines Oralscans. Im Oberkiefer fehlt der Gegenzahn 17 und im Unterkiefer sind einige „Löcher“ und „Fahnen“ enthalten. Bei dem Versuch, diese „Artefakte“ nachträglich zu schließen oder zu bearbeiten, kann es Probleme mit der CAD-Software geben.
  • Abb. 11: Oberflächenungenauigkeiten durch unsachgemäßen Puderauftrag.

  • Abb. 12: „Refine Options“, das heißt, den Scan verfeinern. Im 3Shape-Programm markieren verschiedenfarbige Kugeln die Stellen am Datensatz, die die Software noch „verfeinern“ könnte. Blau = Artefakte, lila = Löcher, gelb = Überschneidungen. Der Zahntechniker kann nun entscheiden, ob und an welchen Stellen die Software noch automatisch nachbessern soll.
  • Abb. 13: Eine weitere Möglichkeit, den Datensatz in der 3Shape-Software zu bearbeiten, stellt die Option „Oberflächenrauschen anzeigen“ dar. Diese Stellen sind blau markiert.
  • Abb. 12: „Refine Options“, das heißt, den Scan verfeinern. Im 3Shape-Programm markieren verschiedenfarbige Kugeln die Stellen am Datensatz, die die Software noch „verfeinern“ könnte. Blau = Artefakte, lila = Löcher, gelb = Überschneidungen. Der Zahntechniker kann nun entscheiden, ob und an welchen Stellen die Software noch automatisch nachbessern soll.
  • Abb. 13: Eine weitere Möglichkeit, den Datensatz in der 3Shape-Software zu bearbeiten, stellt die Option „Oberflächenrauschen anzeigen“ dar. Diese Stellen sind blau markiert.

  • Abb. 14: Man erkennt deutlich ein „Datenloch“.
  • Abb. 15: Automatisch geschlossenes Loch. Diese Artefakte kann man auch manuell bearbeiten. Was allerdings im Vorfeld bereits von der Praxissoftware „interpoliert“ wurde, ist für den Zahntechniker nicht mehr nachvollziehbar.
  • Abb. 14: Man erkennt deutlich ein „Datenloch“.
  • Abb. 15: Automatisch geschlossenes Loch. Diese Artefakte kann man auch manuell bearbeiten. Was allerdings im Vorfeld bereits von der Praxissoftware „interpoliert“ wurde, ist für den Zahntechniker nicht mehr nachvollziehbar.

Genau wie in der analogen Welt hat man aber auch digital die Möglichkeit der Nachbearbeitung. Eine der Optionen, den Datensatz in der 3Shape-Software zu bearbeiten, findet man unter „Oberflächenrauschen anzeigen“ vor (Abb. 12–15). In Blau werden zum Beispiel Artefakte dargestellt, die von der Software noch „interpoliert“ (verbessert) werden können.

Durch diese Erfahrungen war mir klar: Fehler bei der Datenerfassung oder der Datenübertragung sind schwer erkennbar! Das Scansystem mit seiner Kamera, die Aufnahmegeschwindigkeit, das eingehaltene Scanprotokoll sowie weitere Ablaufdetails entscheiden über die Genauigkeit der Datensätze und sind durch das Labor kaum kontrollierbar. Dies ist vor allem der Fall, wenn man einen bereits einen bereits durch die Praxissoftware bearbeiteten und interpolierten Datensatz erhält. Ich bin der Meinung, dass man bei der analogen Abformung die Fehler kontrollierter beheben kann, indem man mit einem Skalpell Blasen am Gipsmodell entfernt oder Löcher mit Wachs etwas ausblockt. Sind jedoch die digitalen Abformungen fehlerfrei erfasst, stellen sie für mich die bessere Arbeitsunterlage für den Zahntechniker dar.

An das Thema heranwagen

Es verwundert mich nicht, dass so manch einer meiner Zahntechnikerkollegen die digitale Versorgung von Implantaten vermeiden möchte. Verständlich – schließlich haben wir uns die analogen Wege ja auch erst lange Zeit erarbeiten müssen. Und jetzt wieder von vorne anfangen? Von den Investitionskosten einmal abgesehen … Gerade die im Analogen aufgewachsene Generation – ich gehöre auch eher zu den zahntechnischen Dinosauriern (wir sind wie diese vom Aussterben bedroht) – tut sich mit dem digitalen „Umdenken“ oftmals schwerer.

So sind neben dem zahntechnischen Know-how in der Implantologie auch noch profunde Kenntnisse in der digitalen Welt erforderlich, die der 50plus-Generation nicht unbedingt mit der Muttermilch verabreicht worden sind. Schließlich sind wir Zahntechniker und keine Computer-Fachleute! Den IT-Spezialisten hingegen fehlt meistens die fundierte Fachkenntnis in der Zahntechnik, erst recht in der Implantologie. Dabei sollte der digitale Workflow ausschließlich ein Mittel zum Zweck darstellen, da bei dieser Versorgungsart unsere eigenen Faktoren über den Erfolg entscheiden, die Versorgungserfordernisse und das Miteinander Zahnarzt-Zahntechniker-Patient. So kommt es meiner Meinung nach zustande, dass der Prozessablauf eines rein digital gefertigten Implantat-Zahnersatzes durchaus gut funktioniert, jedoch nicht immer die optimale Versorgung aus Patientensicht darstellt. Das Fort- und Weiterbildungsangebot für das Behandlungsteam auf diesem Gebiet empfinde ich übrigens auch als sehr spärlich. So steckt man in der Zwickmühle, was man nun tun soll.

Nun – ich wagte mich an das Thema heran, da ich zum einen über jahrzehntelanges Wissen in Sachen Implantologie verfüge und zum anderen seit über 10 Jahren digitale Erfahrungswerte mit einem eigenen Labor-Scanner mitbringe. Außerdem hat sich mein Mann in den letzten 6 Jahren als beruflicher Quereinsteiger in die CAD/CAM-Techniken „eingefuchst“, und so habe ich wertvolle Unterstützung in meiner Arbeit. Seit über einem Jahr drucken wir nun erfolgreich alle unsere Modelle selbst und eine eigene Fräsmaschine machte es dann komplett.

So war ich also der Auffassung, dass dies insgesamt gute Voraussetzungen für den Einstieg in die volldigitale Welt darstellt. Aber, wie gesagt, wurde mir dann doch sehr schnell bewusst, dass es nicht so einfach ist, wie ich anfangs dachte. Daten sind eben nicht gleich Daten und „offene“ digitale Systeme stellten sich manchmal doch als erstaunlich „zugeknöpft“ heraus. Das Thema „Alleinstellungsmerkmal“ seitens der Dentalindustrie ist ein ständiger (hinderlicher) Begleiter. Nicht jeder Implantathersteller oder Anbieter von CAD- oder CAM-Software bietet komplett durchgängige digitale Lösungen an oder geht Kooperationen mit anderen Mitbewerbern ein. Ich hatte eher den Eindruck, dass es oft nur „Insellösungen“ gibt, was es dem Labor zusätzlich erschwert, aus verschiedenen Komponenten einen gut funktionierenden Workflow zu generieren. Vielleicht ist das aus Herstellersicht auch Sinn der Sache …?

Diese Thematik beschreibt nicht nur den internen Laborprozess. Was man ebenfalls nicht vergessen darf, ist die Schnittstelle zur Praxis! Als ich auf der Suche nach passenden System-Komponenten für eine Abstimmung mit einem bestimmten Intraoralscanner war, bekam ich teilweise zu hören, dass eine Übernahme von den Daten in bestimmte Systeme nicht möglich sei oder sich der Zahnarzt „einfach“ einen anderen, neuen Scanner kaufen solle. Dazu kann ich nur sagen: Auf diese Tipps kann man gerne verzichten! Daher eine große Bitte von mir an alle Zahnärzte: Wenn Sie mit dem Zahntechniker Ihres Vertrauens weiterhin erfolgreich und ohne Stress zusammenarbeiten möchten, fragen Sie ihn bitte vor der Anschaffung eines Praxisscanners, ob das System auch zu seiner Laborsoftware passt.

Natürlich gibt es etliche Firmen, die Gesamtpakete mit sogenannten „validierten Prozessen“ anbieten. In dieser Hinsicht muss jeder Unternehmer für sich individuell entscheiden, welchen Weg er gehen will. Ich hatte mich bei der Anschaffung in meinem Labor aus den verschiedensten Gründen aber bewusst dazu entschlossen, mit unterschiedlichen Hard- und Software-Komponenten (Abb. 16–18) zu arbeiten und meine eigene „Validierung“ zu erstellen. Damit hatte ich zwar mehr Arbeit, bin dadurch aber auch unabhängiger und „breiter“ aufgestellt. Die Investitionskosten hielten sich dadurch ebenfalls im Rahmen.

  • Abb. 16–18: Unsere Hardware-Ausstattung von links nach rechts: E3-Scanner von 3Shape mit „Full-Restauration“-Software. Für die Modellherstellung und weitere Konstruktionen dienen uns der Formlabs 2-Drucker sowie die Fräsmaschine MCX5 (Dentsply Sirona) mit dem kompletten InLab-Software-Paket.
  • Abb. 16–18: Unsere Hardware-Ausstattung von links nach rechts: E3-Scanner von 3Shape mit „Full-Restauration“-Software. Für die Modellherstellung und weitere Konstruktionen dienen uns der Formlabs 2-Drucker sowie die Fräsmaschine MCX5 (Dentsply Sirona) mit dem kompletten InLab-Software-Paket.
    © Streifeneder

Mein erstes Fazit an dieser Stelle

Jeder Zahntechniker, der mit Zahnarztpraxen und Behandlern zusammenarbeitet (oder arbeiten möchte), die einen Scanner besitzen und Implantate versorgen, sollte sich unbedingt mit diesem Thema auseinandersetzten. Zu Beginn der Einführung oder Umstellung ist es erforderlich, dass sich Praxis und Labor miteinander darüber abstimmen, welche digitalen Möglichkeiten bereits vorhanden sind oder in welche Systeme investiert werden soll. Damit umgeht man beim digitalen Prozess die Schnittstellenproblematik. Als Labor sollte man sich im Vorfeld überlegen, was „inhouse“ und was mit externen Partnern ausgeführt werden soll oder muss. Auch da sorgt eine abgestimmte Schnittstellen-Koordination für einen reibungslosen Ablauf. Je einfacher die Versorgungsarten sind, umso schneller und unproblematischer ist der digitale Workflow umsetzbar. Noch ein gut gemeinter Tipp: Das Behandlungsteam sollte gewisse digitale Erfahrungen in der Kronen- und Brückentechnik mitbringen, bevor man sich an das Thema Implantate wagt, um zumindest die erste Lernkurve bereits hinter sich zu haben.

Im nächsten Teil (erscheint im September 2020) berichte ich über unseren „Implantatkronen-Testlauf“. Sie werden auch lesen, welche weiteren Anforderungen die digitale Umsetzung mit sich bringt und warum das in meinem Labor kein einfacher Prozess war.

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: ZTM Petra Streifeneder-Mengele


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