CAD/CAM-Restaurationen – dentale Schlüsseltechnologie für eine erfolgreiche Zukunft?!

Drucken Von Dr. Andreas Adamzik M.Sc.    aktualisiert am 02.11.2011

Die digitale Technologie CAD/CAM hält Einzug in immer mehr Zahnarztpraxen und Dentallabore, die diese Technik zum Nutzen des Patienten einsetzen. Reproduzierbare Ergebnisse sowie Qualitätssteigerungen bei höherer wirtschaftlicher Rentabilität bedeuten, dass der digitale Workflow zukünftig eine entscheidende Rolle in der Zahnmedizin spielen wird.

Abb. 1: CAD-Konstruktion einer dreigliedrigen Brücke.
Abb. 1: CAD-Konstruktion einer dreigliedrigen Brücke.


CAD/CAM-Technik ist aus unserem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken! Fast alle Gehäuse technischer Geräte und viele weitere nützliche
Abb. 2: Digitaler Workflow (mit freundlicher Genehmigung der Fa. Heraeus).
Abb. 2: Digitaler Workflow (mit freundlicher Genehmigung der Fa. Heraeus).
Gebrauchsgegenstände wären ohne diese Technik nicht herstellbar oder wesentlich teurer. Dieses Know-how wurde nun von der Dentalindustrie adaptiert und weiterentwickelt. In diesem Artikel sollen die derzeitigen Möglichkeiten und der Nutzen für den Zahnarzt, das Labor und den Patienten dargestellt werden.

Prozessabläufe



Der konventionelle Herstellungsprozess dentaler Restaurationen besteht aus vielen Einzelschritten mit hoher Fehleranfälligkeit: Abformen, Modellherstellung, Wachs-„Design“, Einbetten, Gießen ... Hoher Aufwand und hohes Fachwissen der Zahntechniker
Abb. 3: Präparationstechnik bei CAD/CAM-Restaurationen.
Abb. 3: Präparationstechnik bei CAD/CAM-Restaurationen.
hielten die Fehlerquote in einem erträglichen Rahmen. Aber sicher reproduzierbare Ergebnisse waren unter diesen Bedingungen nur bedingt möglich. Genau hier setzt die digitale Zahnmedizin an. Abb. 2 zeigt den möglichen digitalen Workflow. Er beginnt mit einer Umstellung für den Zahnarzt, der CAD/CAM-gerechten Präparation (Abb. 3) [1, 2].

Abformung in der Zahnarztpraxis



Für die konventionelle Abformung bieten verschiedene Hersteller nunmehr auch scanbare Silikone an (z.B. Flexitime der Fa. Heraeus). Damit entfällt die manuelle Modellherstellung. Das Modell wird durch den Scan virtuell erstellt (Abb. 4) und danach maschinell erzeugt.

Seit Anfang 2011 ist es nun möglich, nicht nur kleine Sequenzen eines Kiefers (z.B. CEREC) zu scannen, sondern auch den gesamten Kiefer inklusive der Okklusionszuordnung
Abb. 4: Scanning mit scanbarem A-Silikon (Flexitime der Fa. Heraeus).
Abb. 4: Scanning mit scanbarem A-Silikon (Flexitime der Fa. Heraeus).
im Schlussbiss. Den sogenannten Intraoralscannern (Lava C.O.S., iTero oder CaraTrios) fällt eine Schlüsselrolle in der zukünftigen Entwicklung der digitalen Zahnmedizin zu, denn die Präzision der Abformung ist der begrenzende Schritt für die Passgenauigkeit der Restauration, unabhängig davon, ob konventionell oder digital durchgeführt [2, 3]. Ich verwende in meiner Praxis den Intraoralscanner „CaraTrios“ der Firma Heraeus (Abb. 5). Der intraorale Scan bietet gegenüber der konventionellen Abformung einige Vorteile:
  • Qualitätssteigerung durch direktes Feedback vom System; Präparationsfehler werden sofort sichtbar und können korrigiert werden.
  • Der Abformprozess wird standardisiert und damit auch reproduzierbar; materialimmanente Fehler der konventionellen Abformung entfallen.
  • Die Abformung ist zeitsparend und für den Patienten angenehmer.
  • Fehler der Modellerstellung entfallen.

Bilder
Abb. 5: Intraoralscanner CaraTrios.   Abb. 6: Laborscanner-System Cara der Fa. Heraeus.   Abb. 7: Scan-Datensatz: präparierte Zahnstümpfe am PC.   Abb. 8: Virtuelles Brückendesign des Primärteiles einer Zirkonbrücke 11–13.  

Modellherstellung und/oder Scan im Labor und anschließender CAD-Prozess



Im Dentallabor folgten bei konventioneller Arbeitsweise diese Schritte:
  • Sägemodell-Herstellung
  • Freilegung der Präparationsgrenze
  • Artikulation der OK-/UK-Modelle
  • Aufwachsen der Konstruktion
  • Gussvorgang
  • Ausarbeitung für Primäranprobe
  • Fertigstellung

Bei digitaler Prozesskette gäbe es drei alternative Abläufe:
  1. Modellscan nach Fertigstellung der ersten drei konventionellen Arbeitsschritte
  2. Abdruckscan mit Modellerstellung der Gegenkiefersituation
  3. Aufbereitung des digitalen Intraoralscanner-Datensatzes

Danach wird die Restauration virtuell am PC designt (Abb. 6–8) und der Datensatz an eine eigene Fräsmaschine oder an ein Fräszentrum weitergeleitet. Die Vorteile gegenüber der konventionellen Methode liegen erneut in der Standardisierung, der werkstoff- und verfahrenstechnisch bedingten Fehlerminimierung sowie in der deutlich rentableren Arbeitsweise. Zudem können Restaurationen aus Materialien erstellt werden, die unter konventionellen Bedingungen viel schwerer zu bearbeiten sind.

CAM-Prozess



Tab. 1: Vor- und Nachteile zentraler versus „In-House“-Fertigung.
Tab. 1: Vor- und Nachteile zentraler versus „In-House“-Fertigung.
Die Vor- und Nachteile dieses Prozesses zeigt Tabelle 1. Nach dem Fräsen durchläuft das Werkstück eine Qualitätskontrolle, die ebenfalls maschinell ergänzt wird, sodass die gelieferten Werkteile (Kronenkäppchen und Brückenprimärteile) immer in einer gleichbleibend reproduzierbaren Qualität erzeugt werden. Beim Abdruck- und Oralscanning-Verfahren werden zusätzlich die maschinell erstellten Modelle mitgeliefert.

Veredelung (Labor) und Inkorporation (Patient)



Abb. 9: NEM-Gerüste gefräst.
Abb. 9: NEM-Gerüste gefräst.
Alle Frästeile liegen am vierten Arbeitstag nach Datenversand zur Weiterverarbeitung wieder im Labor (Abb. 9). Jetzt kann eine Zwischenanprobe am Patienten erfolgen oder, je nach Indikation, die Verblendung durchgeführt werden (Abb. 10 u. 11).

Nutzen für den Zahnarzt



Neue Techniken müssen allen Beteiligten einen Zusatznutzen bieten, um Akzeptanz zu erreichen. Auch der digitale Workflow muss ein Gewinn für alle sein! In der Zahnarztpraxis findet eine Qualitätssteigerung durch genauere Präparationstechnik und Abdrucknahme statt. Durch die Einbindung des CAD-Systems im Labor
Abb. 10: Zirkonoxid-Brücke 11–13 am Modell.
Abb. 10: Zirkonoxid-Brücke 11–13 am Modell.
wird die Schnittstelle zum Labor „fließend“ und die Qualitätskriterien sind visuell objektivierbar. Der Zahnarzt kann mit dieser Technik problemloser auf neue Vollkeramiken zugreifen, die über eine hohe Biokompabilität verfügen. Auch die besseren ästhetischen Ergebnisse erhöhen die Akzeptanz beim Patienten, der damit zum besten (und erlaubten) Werbeträger für die Zahnarztpraxis wird. Die Optimierung des Workflows führt zu reproduzierbaren Ergebnissen und erhöht durch weniger Fehler die Rentabilität der Praxis entscheidend. „Remakes“ werden seltener.

Labor-Nutzen



Abb. 11: Abschlussfoto Zirkonbrücke 11–13 inkorporiert.
Abb. 11: Abschlussfoto Zirkonbrücke 11–13 inkorporiert.
Hoch fehleranfällige Prozesse werden vermieden, es können manuell nur schwer zu bearbeitende Materialien genutzt werden. Dabei ist die Technik des Scannens und Konstruierens einfach erlernbar. Die zentrale Fertigung erlaubt eine konstante Qualität. Zudem vermindert die Qualitätssteigerung der vom Zahnarzt eingehenden Arbeitsunterlagen auch im Labor unnötige Wiederholungen durch Reklamationen. Der Arbeitszeitaufwand und die Kosten für Materialien (z.B. für die Gusstechnik) werden reduziert, ebenso der Personaleinsatz. Damit steigert die Digitalisierung auch die Rentabilität des Labors signifikant.

Patienten-Vorteil



Sein Nutzen steht ja im Mittelpunkt dieser Überlegungen. Es beginnt schon durch das Entfallen der ungeliebten Abformungen. Hochleistungskeramiken verbessern Ästhetik und Funktion bei gesteigerter Biokompatibilität. Die höhere Rentabilität in Praxis und Labor schlägt sich natürlich auch im Preis für den Patienten nieder. Dessen wirtschaftlicher Nutzen kann im Einzelfall durchaus erheblich sein, wenn z.B. auch NEM- und Titangerüste maschinell hergestellt werden!

Ausblick



Die digitale Zahnheilkunde ist nicht mehr aufzuhalten. Qualitätssteigerung, höhere Rentabilität und die steigende Nachfrage nach Hochleistungskeramiken [4] zwingen Praxis und Labor zukünftig geradezu, sich mit diesen Techniken auseinanderzusetzen. Sie sind natürlich nicht ohne Fehler, die aber einfacher zu beherrschen sind als die zahlreichen Fehlerquellen der konventionellen Techniken. Die Entwicklung ist noch lange nicht abgeschlossen – als Beispiel sei hier der virtuelle Artikulator genannt.

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Fotostrecke
Abb. 2: Digitaler Workflow (mit freundlicher Genehmigung der Fa. Heraeus).   Abb. 3: Präparationstechnik bei CAD/CAM-Restaurationen.   Abb. 4: Scanning mit scanbarem A-Silikon (Flexitime der Fa. Heraeus).   Abb. 5: Intraoralscanner CaraTrios.   Abb. 6: Laborscanner-System Cara der Fa. Heraeus.   Abb. 7: Scan-Datensatz: präparierte Zahnstümpfe am PC.   Abb. 8: Virtuelles Brückendesign des Primärteiles einer Zirkonbrücke 11–13.   Tab. 1: Vor- und Nachteile zentraler versus „In-House“-Fertigung.   Abb. 9: NEM-Gerüste gefräst.   Abb. 10: Zirkonoxid-Brücke 11–13 am Modell.   Abb. 11: Abschlussfoto Zirkonbrücke 11–13 inkorporiert.  


Literaturverzeichnis

[1] Rudolph H, Quaas S: Präparation (Kapitel 4). In: CAD/CAM-gefertigte Restaurationen. Spitta Verlag, Balingen 2009, 40–45
[2] Edelhoff D, Sorensen JA: Zahnhartsubstanzabtrag in Abhängigkeit verschiedener Präparationsformen für Seitenzähne. Parodontologie & Restaurative Zahnheilkunde 22, 241–249 (2002)
[3] Rehmann P, Wöstmann B: Die Präzisionsabformung. Zahn Prax 8, 800–802 (2005)
[4] Rehmann P, Wöstmann B: Abformungen in der täglichen Praxis. Zahn Prax 8, 602–609 (2005)
[5] Laubach B, Prosthetic Public Relations Heraeus Kulzer GmbH, Pressemitteilung, 07.05.2010, Hanau

Dr. Andreas Adamzik M.Sc.

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