Digitale Abformung

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PD Dr. Dr. Peer W. Kämmerer, PD Dr. Karl M. Lehmann

EINLEITUNG

Bei der Herstellung von implantatgetragenem Zahnersatz wird zumeist konventionell abgeformt, um eine entsprechende Arbeitsgrundlage zur Fertigung der Versorgung zu erhalten. Nach der entsprechenden Herstellung erfolgt schließlich die intraorale Anprobe und Eingliederung. Aufgrund des technischen Fortschritts ist es seit vielen Jahren möglich, den Zahnersatz zunehmend auch computergestützt herzustellen. Im Hinblick auf die zugrunde liegende Prozesskette, die aus Abformung, Gestaltung des Zahnersatzes und dessen Herstellung besteht, können entweder einzelne Teile dieses Ablaufs oder die gesamte Prozesskette computergestützt umgesetzt werden. So ist es möglich, neben der konventionellen Abformung ebenso digitale Abformungen direkt im Mund durchzuführen oder im Rahmen eines gemischt konventionell/computergestützten Vorgehens eine digitale Erfassung des zuvor laborseitig hergestellten Meistermodells anzufertigen.

Bei dem zuletzt genannten Vorgehen kamen vor etlichen Jahren laborseitig auch taktil arbeitende Systeme zum Einsatz, die neben einer hohen Genauigkeit jedoch den Nachteil einer zeitintensiven Abtastung aufwiesen, sodass diese im Wesentlichen bereits frühzeitig durch optisch arbeitende Systeme ersetzt wurden. Im Rahmen der intraoralen „digitalen Abformung“ gibt es diverse Scansysteme, mit denen „chairside“ optisch die Zahnsubstanz oder bei implantatgetragenen Versorgungen die Implantatpositionen und Ausrichtungen mittels Scankörper erfasst werden, sodass die Oberflächeninformationen in Koordinaten zur Weiterleitung an die CAD(computer aided design)-Einheit umgewandelt werden können.

Anschließend erfolgen im Zuge der computergestützten Variante die virtuelle Gestaltung des Zahnersatzes und danach die Herstellung des Zahnersatzes mittels subtraktiver (Fräsen, Schleifen) oder additiver Verfahren (z.B. Lasermeltingverfahren). Dabei ist es erforderlich, dass jeder dieser Teilschritte möglichst exakt bzw. reproduzierbar durchgeführt wird, da sich bei dieser Prozesskette die Ungenauigkeiten der einzelnen Schritte addieren und sich dies schließlich auf den einzugliedernden Zahnersatz gesamtheitlich nachteilig auswirkt. Dieses Review fokussiert im Rahmen des digitalen Workflows insbesondere auf die digitale Abformung bei der Herstellung von festsitzendem Zahnersatz.

LITERATURÜBERSICHT

Joda T, Zarone F, Ferrari M

Der komplette digitale Workflow bei festsitzenden prothetischen Versorgungen: Eine Übersichtsarbeit

The complete digital workflow in fixed prosthodontics: a systematic review

BMC Oral Health 2017; 17: 124. DOI: 10.1186/s12903–017–0415–0

Studientyp:

Review

Studientyp:

Literaturrecherche

Suchkriterien:

Die Untersuchung fokussierte auf randomisierte klinische Studien, die sich mit den digitalen Abläufen bei der Herstellung von festsitzendem Zahnersatz im Vergleich zur konventionellen Vorgehensweise beschäftigten. Dabei wurden Untersuchungen bis September 2016 und die Faktoren Wirtschaftlichkeit, Ästhetik sowie das patientenbezogene Ergebnis (Überlebensrate und Komplikationen) bei mindestens einem Jahr Belastungszeit berücksichtigt.

Wesentliche Ergebnisse:

Von 67 ermittelten Artikeln wurden 32 näher betrachtet und schließlich nur 3 Volltexte in die Datenanalyse miteinbezogen. Dabei wurden lediglich Untersuchungen zu Kronen eingebunden; zu mehrgliedrigen Versorgungen konnten keine Studien ermittelt werden. Im Hinblick auf die marginale Passgenauigkeit gab es zwar Unterschiede, wobei jedoch bei allen Versorgungen klinisch akzeptable Werte ermittelt worden waren. Im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit wurde festgestellt, dass der Herstellungsprozess der konventionellen im Vergleich zur computergestützt hergestellten Versorgung mehr als doppelt so lange dauerte.

Schlussfolgerung:

Es existieren relativ wenige klinisch randomisierte Untersuchungen zu dieser Thematik. Daher können diesbezüglich zurzeit keine wissenschaftlich gesicherten Empfehlungen gegeben werden.

Beurteilung:

Diese Literaturrecherche zeigt den eklatanten Mangel an verfügbaren Untersuchungen, die sich auf diese Thematik fokussieren, und fordert zu Recht entsprechende Studienformate.

 

Flügge TV, Att W, Metzger MC, Nelson K

Genauigkeit der dentalen Implantaterfassung bei Verwendung intraoraler Scanner

Precision of dental implant digitization using intraoral scanners

Int J Prosthodont 2016; 29: 277–283. DOI: 10.11607/ijp.4417

Studientyp:

In-vitro-Studie

Material und Methoden:

Zur Beurteilung der Genauigkeit von dentalen Laborscannern und intraoralen Scansystemen, die die Position und Ausrichtung von dentalen Implantaten unter Verwendung von Scanbodies ermitteln, wurden 4 Scansysteme (ein Laborscanner und 3 intraorale Scanner) und 2 Studienmodelle verwendet. Dabei lagen bei dem ersten Modell ein Tissue- und ein Bonelevelimplantat und bei dem zweiten Modell 5 Tissuelevelimplantate vor. Pro elektronischem Abtastsystem wurden jeweils 10 Scans angefertigt.

Zielkriterien:

Es wurden jeweils die Abstände der Scanbodies und die Winkel der Scanbodyachsen zu einander ermittelt.

Wesentliche Ergebnisse:

Bei den Scansystemen hing die Genauigkeit der Erfassung von dem Abstand der Scanbodies zu dem Scansystem ab, wobei mit zunehmendem Abstand die Genauigkeit geringer wurde. Insbesondere ergaben sich diesbezüglich signifikante Unterschiede zwischen der Situation einer Einzelzahnlücke und einer mehrere Implantate umfassenden Situation.

Schlussfolgerung:

Die Präzision von Labor- und Intraoralscannern war im Hinblick auf die Distanz und die Angulation der Abutments zueinander signifikant unterschiedlich. Im Gegensatz dazu war die Genauigkeit des Laborscanners dabei unabhängig von den Abständen zwischen den Scanbodies.

Beurteilung:

Positiv ist, dass diese Untersuchung mit diversen Scansystemen durchgeführt wurde und somit einen Überblick über die auf dem Markt befindlichen Systeme gibt. Wünschenswert wäre jedoch die Einbeziehung weiterer Systeme gewesen, um insbesondere auch im Laborbereich verwendete Scanner abzubilden. Weiterhin ist es erforderlich, die Ungenauigkeit des gesamten digitalen Workflows darzustellen, um eine Bewertung des gesamten Prozesses und somit eine Aussage zur klinischen Relevanz vornehmen zu können.

 

Chew AA, Esguerra RJ, Teoh KH, Wong KM, Ng SD, Tan KB

Die dreidimensionale Genauigkeit digitaler Abformungen: Einfluss verschiedener Scanner und des Implantatniveaus

Three-dimensional accuracy of digital implant impressions: effects of different scanners and implant level

Int J Oral Maxillofac Implants 2017; 32: 70–80. DOI: 10.11607/jomi.4942. Epub 2016 Oct 5

Studientyp:

In-vitro-Studie

Material und Methoden:

Im Rahmen dieser Untersuchung wurden Meistermodelle mit Tissue- und Bonelevelimplantaten verwendet, die mit einer konventionellen Abformmethode und digital mit 3 Intraoralscannern abgeformt wurden.

Zielkriterien:

Mit einem taktil arbeitenden Koordinatenmesssystem wurden die Meistermodelle erfasst und die linearen Abweichungen und Winkelveränderungen zwischen den Meistermodellen, den Testmodellen und den STL-Datensätzen der digitalen Scans ermittelt.

Wesentliche Ergebnisse:

Die mittleren linearen Abweichungen reichten von 35- 66 mm und die mittleren Winkelabweichungen von –0,186 bis 0,315 Grad. Bei Bonelevel-Implantaten war die mittlere lineare Abweichung bei der konventionellen Abformethode am geringsten, während es bei den Tissuelevel-Implantaten keine signifikanten Unterschiede zwischen der konventionellen und der digitalen Abformung gab.

Schlussfolgerung:

Bei Abformungen von Implantaten auf Knochenniveau scheint die konventionelle Abformung, wie in dieser Untersuchung durchgeführt, präziser als die digitalen Abformungen. Bei Implantaten auf Weichgewebeniveau scheinen die Methoden zumindest ebenbürtig zu sein.

Beurteilung:

Die Untersuchung fokussiert lediglich auf einen Teilaspekt des digitalen Workflows und beschreibt somit nur teilweise die Abweichungen der Prozesskette, jedoch ist die Aussagekraft für die klinische Praxis hoch, da die konventionelle Abformmethode und 3 digitale Scansysteme miteinander verglichen wurden und durch die Verwendung des taktilen Koordinatenmesssystems ein entsprechend hochwertiger Goldstandard vorhanden war. Des Weiteren wirkt sich die Verwendung unterschiedlicher Implantattypen positiv aus.

 

Alsharbaty MHM, Alikhasi M, Zarrati S, Shamshiri AR

Eine vergleichende klinische Untersuchung zur dreidimensionalen Genauigkeit von digitalen und konventionellen Abformtechniken

A clinical comparative study of 3-dimensional accuracy between digital and conventional implant impression techniques

J Prosthodont 2018 Feb 9. DOI: 10.1111/jopr.12764. [Epub ahead of print]

Studientyp:

Klinische Untersuchung

Material und Methoden:

Es wurden bei 36 Patienten sowohl konventionelle als auch digitale Abformungen vorgenommen, wobei die konventionell hergestellten Modelle mittels eines Koordinatenmesssystems, das taktil arbeitend hochpräzise Ergebnisse lieferte, vermessen wurden.

Zielkriterien:

Es wurden sowohl lineare als auch Winkelabweichungen evaluiert.

Wesentliche Ergebnisse:

Die Gruppe mit den digitalen Abformungen wies eine signifikant höhere Abweichung im Vergleich zur Gruppe mit den konventionellen Abformungen auf.

Schlussfolgerung:

Die digitale Abformmethode wies die geringste Genauigkeit auf, sodass die Herstellung von spaltfrei passendem Zahnersatz mit ihr schwierig erscheint.

Beurteilung:

Diese Studie zeichnet sich ebenfalls durch die Verwendung eines Koordinatenmesssystems aus, das die Ergebnisse der zu untersuchenden digitalen Methoden mit einer nachweisbar hoch präzisen Methode vergleicht. Anzumerken ist jedoch, dass keine einheitlichen Implantate verwendet worden sind, was die Vergleichbarkeit einschränkt.

 

Amin S, Weber HP, Finkelman M, El Rafie K, Kudara Y, Papaspyridakos P

Digitale vs. konventionelle Abformungen des gesamten Kiefers: eine vergleichende Studie

Digital vs. conventional full-arch implant impressions: a comparative study

Clin Oral Implants Res 2017; 28: 1360–1367. DOI: 10.1111/clr.12994. Epub 2016 Dec 31

Studientyp:

In-vitro-Untersuchung

Material und Methoden:

Es wurde ein Modell eines zahnlosen Unterkiefers mit 5 Implantaten jeweils 10-mal konventionell (verblockte offene Abformung) und mit 2 Intraoralscannern digital abgeformt.

Zielkriterien:

Es wurden die Abweichungen der jeweiligen Methoden unter Verwendung des Root Mean Square Error (RMSE) berechnet.

Wesentliche Ergebnisse:

Die konventionelle Abformung lag bei einer Abweichung von ca. 168 mm und die der Intraoralscanner bei 46 m m bzw. 19 mm.

Schlussfolgerung:

Die digitalen Abformungen sind im Hinblick auf die Abweichungen der konventionellen überlegen.

Beurteilung:

Die Studie beschäftigt sich mit einer Thematik, zu der lediglich wenige Informationen verfügbar sind. Interessant wäre zu erfahren, wie sich die Abweichung bei der konventionellen Abformung unter Verwendung von Tissuelevel-Implantaten verhalten hätte. Es wäre vorteilhaft gewesen, die Ergebnisse der konventionellen Abformung nicht ausschließlich digital, sondern mit einem Koordinatenmesssystem zu verifizieren.

 

Matta RE, Adler W, Wichmann M, Heckmann SM

Genauigkeit von digitalen Abformungen verglichen mit Gipsmodellen bei Implantat-Abformungen

Accuracy of impression scanning compared with stone casts of implant impressions

J Prosthet Dent 2017; 117: 507–512. DOI: 10.1016/j.prosdent.2016.07.026. Epub 2016 Oct 27

Studientyp:

In-vitro-Untersuchung

Material und Methoden:

Es wurde ein Meistermodell aus Titan mit 3 Implantatanalogen verwendet, das zum einen mit 2 konventionellen Verfahren und darüber hinaus digital unter Verwendung eines Scanners digital abgeformt wurde.

Zielkriterien:

Abweichung hinsichtlich der 3 Raumachsen

Wesentliche Ergebnisse:

Die digitale Abformung wies von den untersuchten Methoden die geringste Abweichung von 0,022 mm gegenüber den anderen Verfahren mit Abweichungen von 0,078 mm bzw. 0,041 mm auf.

Schlussfolgerung:

Die digitale Abformung war deutlich präziser als die herkömmlichen Abformvarianten.

Beurteilung:

Positiv ist, dass die Untersuchung konventionelle und digitale Abformvarianten berücksichtigt, wobei jedoch lediglich eine digitale Abformvariante getestet wurde. Es wären weitere Methoden, bestehend aus Labor- und Intraoralscannern, und Informationen zum gesamten digitalen Workflow wünschenswert.

SYNOPSIS

Situationsbedingt weisen die Untersuchungen, die die Präzision digitaler Abformungen im Vergleich zu konventionellen Abformmethoden untersuchen, einen In-vitro-Charakter auf. Dies ist von Vorteil, da die intraorale Situation für die Untersuchungen nachteilige Faktoren aufweist und somit ungünstige Einflussfaktoren ausgeschlossen werden können. Es existieren diesbezüglich diverse Untersuchungen zu dem digitalen Workflow im Rahmen der Herstellung von festsitzendem Zahnersatz und hier entsprechend aufgeführt speziell zur digitalen Abformung. Die wissenschaftliche Kenntnislage ist jedoch überschaubar. Die hier gewonnenen Erkenntnisse zeigen, dass es sowohl Untersuchungen gibt, die nachweisen, dass die digitale Abformung präziser ist, als auch Studien, die ein gegenteiliges Ergebnis haben. Dabei fällt jedoch auf, dass bei zahlreichen Studien, obwohl auch konventionell durchgeführte Implantatabformungen als Studiengruppe miteinbezogen wurden, zumeist die hergestellten Modelle für die weitere Auswertung mit Dentalscannern digitalisiert wurden. Dieses Vorgehen weist jedoch einen systemimmanenten Fehler auf, da durch die Digitalisierung mit einem Dentalscanner ebenfalls wieder eine relativ hohe Abweichung bei der Untersuchung verursacht wird. Hierbei macht es Sinn, eine Methode im Sinne eines hoch präzisen Koordinatenmesssystems zu verwenden, bei dem der Messfehler möglichst gering ist. So machen 2 der hier aufgeführten Untersuchungen, die ein nachweisbar hoch präzises Koordinatenmesssystem als Methode zur Vermessung der konventionellen Modelle verwenden, deutlich, dass sich die Genauigkeit der digitalen Abformung im Vergleich zum herkömmlichen Vorgehen noch nicht im positiven Sinne absetzen kann. Es wäre wünschenswert, weitere Untersuchungen zu dieser Thematik zu erhalten, bei denen der jeweilige Studienentwurf sämtliche Teilschritte des digitalen Workflows umfasst, eine ausreichende Zahl an konventionellen und digitalen Abformmethoden berücksichtigt und auch den Einfluss der softwareseitigen Verarbeitung und des Herstellungsprozesses auf die Präzision des resultierenden Zahnersatzes inkludiert.

Foto: Straumann GmbH

 

 

 


(Stand: 04.07.2018)

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