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CAD/CAM-gefertigte implantatgetragene Stege

Digitale Verfahren 18.05.2012

CAD/CAM-gefertigte implantatgetragene Stege

Insbesondere Stege stellen für implantatretinierte Deckprothesen klinisch langzeitbewährte Verankerungselemente dar. Die CAD/CAM-Fertigung von Suprakonstruktionen aus edelmetallfreien Werkstoffen (Titan und Kobalt-Chrom-Legierungen) bietet den Vorteil der Verarbeitung eines porenfreien Ausgangsmaterials und eine verbesserte Passgenauigkeit im Vergleich zur konventionellen Gusstechnik. Fortschritte in der CAD/CAM-Technologie ermöglichen neuerdings auch die komplette Fertigung der stabilisierenden retentiven Sekundärstrukturen in einem Prozess (2-in-1-Technik, ISUS by Compartis, DeguDent GmbH, Hanau). Im Vergleich zu konventionellen Fertigungsverfahren ist bei diesem Verfahren die Produktion der gesamten metallischen Anteile der Deckprothese aus einem einzigen Material ohne Anwendung von Fügeprozessen (Kleben, Schweißen, Löten) möglich.

Die abnehmbare implantatgestützte oder implantatretinierte Deckprothese gilt heute als Therapie zur vorhersagbaren Verbesserungen von Prothesenstabilität und -retention.1 Kontrovers wird im Zusammenhang mit implantatretinierten Deckprothesen insbesondere der Einfluss der verwendeten prothetischen Verankerungselemente auf den Langzeiterfolg diskutiert. Cehreli et al. (2010) konnten in einer systematischen Übersichtsarbeit mit der Auswertung von 49 Studien keinen Einfluss der prothetischen Veran-kerungselemente auf den notwendigen Erhaltungsaufwand bestimmen.1–4  Andere Untersuchungen konnten jedoch belegen, dass eine starre Lagerung von Unterkieferdeckprothesen mit einer Verankerung durch Doppelkronen oder Steggeschiebe zu einer Verringerung technischer Komplikationen im Vergleich zu einer resilienten Lagerung führt.5–7 Ferner konnte in einer Metaanalyse unter Einschluss von 31 Studien gezeigt werden, dass die Überlebensrate von implantatgestützten Deckprothesen im Oberkiefer sowohl von der Anzahl der Implantate als auch von der gewählten prothetischen Verankerung abhängt. Die Versorgung mit sechs Implantaten im Oberkiefer und einer Stegversorgung erwies sich auf der Basis der ausgewerteten Studien als erfolgssicherstes Konzept, gefolgt von der
Stegverankerung auf vier Implantaten. Die Versorgung mit vier Implantaten und einer Kugelkopfverankerung zeigte demgegenüber die geringste Überlebensrate.8–9

Die Stegkonstruktion ist somit auf der Basis der verfügbaren Literatur als ein erfolgssicheres Verankerungselement für implantatretinierte Deckprothesen zu berücksichtigen. Bislang erfolgte die Herstellung von Stegkonstruktionen, insbesondere von individuell gefertigten Steggeschieben, aus Edelmetall-Legierungen. Aus ökonomischen Gesichtspunkten wäre eine Fertigung aus einem möglichst biokompatiblen Werkstoff mit ausreichender mechanischer Festigkeit, wie zum Beispiel Reintitan oder einer CoCr-Legierung, sinnvoll. Die Verarbeitung dieser Alternativwerkstoffe bietet jedoch gusstechnisch keine ausreichende Passgenauigkeit.10 Der Einsatz alternativer Werkstoffe bedarf also allein aus dem Grund der erforderlichen Präzision einer alternativen Fertigungstechnik. Der Vorteil der CAD/CAM-Fertigung in diesem Bereich liegt einerseits in der Verarbeitung eines industriell präfabrizierten und damit porenfreien Rohma-terials und zum anderen in einer Verbesserung der Passgenauigkeit.10 Mit moderner Scan- und Softwaretechnologie kann dieses Fertigungsprinzip optimiert und auch auf den Bereich der virtuellen Konstruktion ausgedehnt werden. So wird auch die Fertigung von Stegkonstruktionen ermöglicht, deren Präzision signifikant besser ist als bei gegossenen Konstruktionen.11 Erste Erfahrungsberichte und Ergebnisse aus klinischen Studien zeigen vielversprechende Resultate für CAD/CAM-ge-fertigte Stegkonstruktionen.12–14 Über eine Beobachtungsdauer von zwei Jahren zeigten sich bei den CAD/CAM-gefertigten Restaurationen tendenziell weniger technisch bedingte Komplikationen.14

Weitere Fortschritte in der Software und Frästechnologie ermöglichen neuerdings die komplette Fertigung von Stegkonstruktionen inklusive einer stabilisierenden Sekundärstruktur. Mit diesem als 2-in-1 bezeichneten Verfahren wird es möglich, sämtliche metallischen Komponenten einer steg-retinierten Deckprothese auf der Basis eines Scanvorgangs simultan aus einem einzigen Material zu fertigen. Nachfolgend wird der Behandlungs-ablauf für eine komplett CAD/CAM-
gefertigte Stegversorgung anhand von zwei Fallbeispielen dargestellt.


Falldarstellung 1

Ein 80-jähriger zahnloser Patient stellte sich mit einer insuffizienten prothetischen Versorgung vor. Die Kaufunktion wurde wesentlich durch den unzureichenden Halt des Unterkieferzahnersatzes beeinträchtigt. Die prothetische Neuversorgung sollte im Oberkiefer mit einer konventionellen Totalprothese erfolgen, während im Unterkiefer eine stegretinierte Deckprothese auf vier interforaminalen Implantaten geplant wurde. Nach einer Einheilzeit von zwölf Wochen erfolgte die Freilegung der vier Implantate, nach einer Ausheilungszeit von weiteren zehn Tagen konnte die Abformung durchgeführt werden. Für die Abformung der Implantate und des Prothesenlagers wurden zwei Polyethermaterialien in der Doppelmischtechnik (Impregum Penta als Löffelmaterial, Permadyne Garant 2:1 für das Umspritzen der Implantate, beide 3M ESPE, Seefeld) in Kombination mit einem individuellen Löffel und verschraubten Abformpfosten verwendet (Abb. 2). In der ersten Behandlungssitzung erfolgt zudem die Gegenkieferabfor-mung und auch eine erste Kieferrelationsbestimmung mit Bestimmung der wichtigsten prothetischen Referenzebenen (Mittellinie, arbiträre Scharnierachsbestimmung). Ebenso sollten in dieser Sitzung die Auswahl der Zahnfarbe und der Zahnform für die spätere Versorgung erfolgen. Die anschließende Herstellung des Arbeitsmodells findet im Dentallabor mit einer abnehmbaren weichbleibenden Gingivamaske statt. Mit der ersten Bissnahme kann nun eine provisorische Modellmontage durchgeführt werden. Die montierten Arbeitsmodelle werden zusammen mit den Informationen zur Zahnfarbe und -form für eine Wachsaufstellung genutzt. Zur Überprüfung der Abformgenauigkeit wird zudem noch ein Transferschlüssel hergestellt. Im einfachsten Fall können die Abformpfosten dafür mit einer Metallverstärkung (z.B. der Schaft eines rotierenden Laborinstrumentes) und einem Autopolymerisat (Pattern Resin, GC Germany GmbH, Bad Homburg) verblockt werden. Im nächsten Behandlungstermin erfolgen die Einprobe der Wachsaufstellung und die erforderlichen Korrekturen nach funktionellen und ästhetischen Gesichtspunkten.

Ebenso wird in diesem Behandlungstermin der Transferschlüssel einprobiert. Dieser Schlüssel muss spannungs- und bewegungsfrei auf die Implantate im Mund passen. Bei der einseitigen Fixierung analog dem Scheffield-Test darf sich der Übertragungsschlüssel nicht von den anderen Implantaten abheben, auch dürfen keine Spalten auftreten (Abb. 3). Für den Fall, dass der Test negativ ausfällt, ist von einem Übertragungsfehler auszugehen. In diesem Fall muss die Abformung wiederholt werden. Nachdem sichergestellt ist, dass eine genaue Abformung vorliegt und die Zahnaufstellung angepasst wurde, kann mit der CAD/CAM-Herstellung der Suprakonstruktion begonnen werden. Zunächst erfolgt der Versand des Arbeitsmodells und der Zahnaufstellung an ein ISUS Scan- und Designcenter. Dort wird die virtuelle Konstruktion des Steges nach den zahnärztlichen und zahntechnischen Vorgaben durchgeführt. Die Datenerfassung für den virtuellen Konstruktionsprozess erfolgt in zwei Schritten. Zunächst werden spezielle Scanpfosten in die Implantatanaloge des Arbeitsmodells eingeschraubt, um die Implantatposition in einem ersten Scan zu erfassen. Die Daten der Zahnaufstellung werden dann mit einem zweiten Scan erfasst. Mit der Zahnaufstellung werden, wie bereits erwähnt, das zur Verfügung stehende Platzangebot für die Suprakonstruktion und die Ausrichtung zur Kauebene festgelegt. Der Scan der Zahnaufstellung wird dann mit dem Scan der Implantatposition präzise übereinandergelagert. Die Informationen dieser beiden Scans bilden die Basis für das computerunterstützte Design der Suprakonstruktion, den CAD-Prozess. Auf diese Weise kann die Konstruktion der Suprakonstruktion innerhalb des durch die Zahnaufstellung vorgegebenen Raumangebotes erfolgen und exakt zur Zahnaufstellung – und damit auch zur Kauebene – ausgerichtet werden.

Zahntechniker und Behandler erhalten den Konstruktionsvorschlag für Steggeschiebe und Sekundärkonstruktion des ISUS Designcenters per E-Mail zur Freigabe oder zur Abstimmung eventuell notwendiger Änderungen (Abb. 4–5). Sobald die Freigabe vorliegt, wird mit der Fertigung des Steges und auch der Sekundärkonstruktion begonnen. Insbesondere beim Compartis ISUS-System wird durch den Einsatz moderner Fräsmaschinen und spezieller Frässtrategien mit allen verwendeten Werkstoffen eine perfekte Oberflächengüte erzielt, die eine manuelle Nachbearbeitung auch im Bereich von Geschiebeflächen überflüssig macht. Im vorliegenden Fall wurde das vier Grad konisch gefräste Steggeschiebe aus Reintitan mit zwei Riegelattachments (MK 1-Universalattachment, MK 1 Dental-Attachment GmbH, Zetel) kombiniert. Die notwendigen Riegelaugen werden bereits im Design und der frästechnischen Umsetzung berücksichtigt, sodass hier keinerlei Nacharbeiten im Labor erforderlich sind. Zeitgleich erfolgte auch die An-fertigung der Sekundärkonstruktion. Auch in die Sekundärkonstruktion wird bereits eine Aufnahme für den Riegel gefräst. Das Originalattachment wird dann im Dentallabor in die dafür vorbereiteten Aufnahmefräsungen der Isus-Struktur eingefügt. Derzeit wird die Herstellung von
2-in-1-Konstruktionen nur in Kombination mit aktiven (Kugelköpfe) oder passiven Halteelementen (Riegel) empfohlen. Durch die Integration der Attachments soll auch im Falle eines Friktionsverlustes zwischen Primär- und Sekundärstruktur ein Funktionserhalt der Deckprothese gewährleistet werden.

Bei der Einprobe der Stegkonstruktion sollte nicht nur die Passung, sondern auch die Hygienefähigkeit der Konstruktion überprüft werden (Abb. 6–7). Für die Fertigstellung des Zahnersatzes muss nun im Dentallabor zunächst das Riegelattachment in die Sekundärkonstruktion eingearbeitet werden. Die Verbindung mit der Sekundärstruktur kann dabei entweder durch Laserschweißung oder Verklebung erfolgen. Für die Fertigstellung des kompletten Zahnersatzes wird dann ein Silikonschlüssel der Wachsaufstellung als Vorwall verwendet. Die Sekundärstruktur wird noch mit Opaker beschichtet. Anschließend können die Prothesenzähne an die Retentionen der Sekundärstruktur angepasst werden. Abschließend erfolgt dann die Fertigstellung der Prothesenbasis mit zahnfarbenem Prothesenkunststoff (Abb. 8).


Falldarstellung 2

Ein 55-jähriger Patient stellte sich mit einem reduzierten und insuffizient versorgten Restgebiss vor. Im Oberkiefer wurde eine abnehmbare gaumenfreie Versorgung auf vier im anterioren Segment inserierten Implantaten geplant. Nach einer Einheildauer von fünf Monaten konnten die Freilegung der Implantate und zwei Wochen später die Abformung erfolgen. Die Arbeitsschritte für Abformung und Modellherstellung erfolgen entsprechend dem bereits beschriebenen Vorgehen. Aufgrund des konischen Fügedesigns erfolgt bei den ANKYLOS-Implantaten jedoch grundsätzlich eine Versorgung auf Abutmentniveau. Für die Verankerung der Stegkonstruktionen eignen sich durchmesserreduzierte Balance-Basisaufbauten. Das Arbeitsmodell wird dann mit eingeschraubten Abutments und der klinisch verifizierten Zahnaufstellung zum Compartis ISUS Scan- und Designcenter gesandt (Abb. 9).  Im vorliegenden Fall wurde der Primärsteg als konisches Steggeschiebe konstruiert. Da bei einer rein auf Friktion retinierten Stegkonstruktion jedoch potenziell das Risiko eines Friktionsverlustes besteht, wurden im okklusalen Bereich zudem Aufnahmen für aktive Halteelemente (CEKA-Anker, CEKA Vertrieb Deutschland, Hannover) eingeplant (Abb. 10). Diese Aussparungen sind exakt auf die Abmessun-gen der Halteelemente abgestimmt und erlauben daher im Falle eines Friktionsverlustes eine einfache nachträgliche Integration der aktiven Halteelemente durch Verkleben. Beim Design der Sekundärkonstruktionen müssen neben der guten Passung zum Primärsteg auch eine ausreichen-de Stabilisierung des Zahnersatzes und eine gute Fixierung der Prothesenzähne gewährleistet werden (Abb. 10). Während der Einprobe von Primär- und Sekundärsteg kann geprüft werden, ob die Konstruktion auch ohne die aktiven Halteelemente eine sichere Fixierung des späteren Zahnersatzes gewährleistet. Sofern dies gegeben ist, kann die Fertigstellung des Zahnersatzes ohne das Einkleben der Halteelemente erfolgen. Erst im Falle eines späteren Retentionsverlustes werden die Aufnahmen in Primärsteg und Sekundärkonstruktion für das Einkleben der exakt passenden Halteelemente genutzt und bilden somit eine Sicherheitsreserve für die langfristige Funktion des Zahnersatzes (Abb. 11 und 12).

Zusammenfassung

Bislang war es nur möglich, die Primärkonstruktion, also den Steg, mittels CAD/CAM-Verfahren zu fertigen. Die 2-in-1-Technik ermöglicht nun erstmals die komplette CAD/CAM-Fertigung sämtlicher metallischer Komponenten einer stegretinierten Deckprothese aus nur einem Material, ohne dass artfremde Materialien durch Fügung kombiniert werden müssen. Die 2-in-1-Technik von ISUS by Compartis (DeguDent, Hanau) stellt damit einen weiteren Schritt zur Etablierung eines komplett digitalen Workflows dar.

Eine ausführliche Literaturliste finden Sie hier.

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