Unter dem Begriff „Innovative Technologien“ versteht der Zahnarzt heute Dinge wie CAD/CAM, navigierte Implantation, Ultraschallchirurgie, Barcodesysteme für die Praxishygiene und 3-D-Röntgen. Dringen wir doch noch ein wenig tiefer in die Geheimnisse der zahnmedizinischen ­innovativen Technologien vor ...

Mit die größten Entwicklungsfortschritte konnten in den letzten Jahren sicherlich im Bereich der CAD/CAM-Systeme beobachtet werden. Die Digitalisierungsmethoden von Zahn-, Kiefer- und Modelloberflächen werden immer präziser, immer größere Areale können erfasst und zueinander in Beziehung gebracht werden. Die Leistungsfähigkeit der Software wurde in der intuitiven und benutzerfreundlichen Bedienung sowie im Visualisierungsgrad, Stichwort 3-D, entscheidend verbessert.

CAD/CAM

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen der CAD/CAM-An­wen­dung „chairside“/„labside“ und direkt/in­direkt: Die „chairside“ CAD/CAM-Anwendung ist immer direkt, das heißt es werden keine Abformungen bzw. Modelle im klassischen Sinne hergestellt, sondern die Kavität(en) mittels intraoraler Optik ohne Umweg ­direkt gescannt. Die Herstellung des Zahn­ersatzes erfolgt dann nach der Konstruktion am PC unmittelbar am Patientenstuhl. Labside CAD/CAM kann sowohl direkt als auch indirekt erfolgen: wenn der Scan der Kavität(en) optisch im Patien­tenmund erfolgt, spricht man von direkt. Bei der indirekten Methode wird eine Abformung genommen, ein Modell ­hergestellt und dieses dann gescannt. Die digitale Kons­truktion und Her­stellung des Zahner­satzes erfolgt immer zeitversetzt im Dental­labor bzw. Schleif-/Pro­duktions­zentrum. Das direkte labside CAD/CAM ist prinzipiell nur eine Abwandlung des chairside CAD/CAM, da es sich durch die größere zeitliche Trennung von Scannen und Schleifen definiert. Diese Möglichkeit bietet bisher nur das Cerec-Sys­tem (Sirona). CEREC wurde primär für die Verwen­dung chairside entwickelt, um den Patienten einen hoch­wertigen Zahnersatz in nur einer Sitzung anbieten zu können. Das CEREC-System kann jedoch nur vollkeramische Restaurationen aus Silikatkeramik, Feldspat- oder Oxidkeramik bzw. Lithium­disilikatkeramik herausschleifen. Gerüste können aus Alumini­um- bzw. Zirkonoxid, provisorische Brücken mit bis zu 4 Gliedern aus Kunststoff hergestellt werden. Das indirekte ­labside CAD/CAM-Verfahren wird vor allem im Zusammenhang mit Schleif­zentren benutzt: Nach der konventionellen Abfor­mung und Modellherstellung erfolgt der Scan des Modells. Dies kann entweder der Zahnarzt selbst durchführen, sofern er einen Scanner besitzt, bzw. das Dentallabor, oder das Modell wird an das Schleifzentrum verschickt, welches dort das ­Modell einscannt. Schleifzentren können sowohl ­Gerüste als auch Brücken mit bis zu 16 Gliedern in ­verschie­densten Materialien herstellen: Zir­kon­oxidkeramik, yttriumstabilisiertem Zirkondioxid, Alu­mi­nium­oxidkeramik, Titan, Nichtedel­metall.

Abb. 1: Mit dem CAD/CAM-System cara bietet Heraeus seit 2008 allen Laboren den wirtschaftlichen Zugang zu modernster Fertigungstechnik im zentralen Fräszentrum in Hanau.

Abb. 2: 3-D-Datensatz als Folge der Digitalisierung.

Abb. 3: Analyse der Daten bezüglich ihrer Einschubrichtung sowie unter sich gehender Bereiche.

Abb. 4a + b: Berechnung der ­Präparationsform von jedem ­einzelnen Stumpf.

Abb. 4b

Abb. 5: Die Zahnarztsoftware Charly von solutio ist immer wieder Vorreiter, wenn es um technische Neuerungen geht.

Abb. 6: Piezotome von Satelec (Acteon Group), leistungsstarker Ultraschallgenerator für die ­ Piezochirurgie.

Abb. 7: Der Scan des PaX-Uni3D von orangedental liefert gezielt einen definierten Aus­schnitt des Kiefers.

Bei all den oben genannten Varianten der CAD/ CAM-Her­stellung von Zahn­ersatz besteht immer die Möglichkeit, nur Gerüste (für die spätere Verblendung) oder fertige Kro­nen/Brücken herauszuschleifen. Der noch größere bzw. absolute Durchbruch für CAD/CAM erfolgt dann, wenn NUR noch einfache digitale Scans der Kavitäten für die Konstruktion und Herstellung auch aufwendigeren Zahn­ersatzes notwendig sein werden. Bei den meisten bisherigen Systemen müssen die Zähne vor dem Scan gepudert werden, um Reflektionen zu vermeiden. Es sind aber auch bereits Systeme auf dem Markt, bei denen dies nicht mehr notwendig sein wird. In der Entwicklung befinden sich neue Abtastverfahren, z.B. mit Ultraschall, welche sogar unempfindlich gegenüber Speichel und Blut sein sollen. Seit An­fang 2010 können über das Internetportal CEREC Connect auch stereolithografisch hergestellte Modelle von intraoralen Scans bei Sirona bestellt werden. Damit ist die sogenannte abformfreie Praxis Realität geworden. Das heißt keine Abformmaterialien, keine Desinfektion von Abformungen, keine Modellherstellung usw. Ein kleiner Blick in unseren Behand­lungs­ablauf sei gestattet: Der Patient kommt in unsere Praxis, die Kavitäten werden präpariert, digitale Abformung, die Daten werden online an CEREC Connect versendet. Unser Praxislabor konstruiert und stellt den Zahn­ersatz her (natürlich CAD/CAM), circa zwei bis drei Tage später treffen die stereolithografisch hergestellten Modelle ein, mit welchen der Zahnersatz fertig­gestellt wird. In der darauffolgenden Sitzung wird dem Patienten der Zahnersatz eingegliedert. Dieser Workflow kommt natürlich nur bei Zahn­ersatz zum Tra­gen, welcher NICHT chairside hergestellt werden kann, wie z.B. Brücken. Vorteile: Kostenreduktion durch Einsparung an Ma­terial/Zeit und zufriedene Patienten durch Wegfall der „geliebten“ Abformung. Tja, so einfach kann das Ganze sein …

Navigierte Implantation

Bereits vor einigen Jahren wurde der Versuch gestartet, das Implantieren einfacher und sicherer zu gestalten durch die sogenannte direkte Navigation. Dabei wird das Handstück beziehungsweise das Instrument des Chirurgen über optische Aus­richtungshilfen dreidimensional im Raum ausgerichtet. Man könnte dies mit der Einparkhilfe am Auto vergleichen: Der Chirurg wird über Audio und Video online ins Zielgebiet navigiert. Der apparative Aufwand ist jedoch sowohl aus finanzieller als auch aus räumlicher Sicht nur für Kliniken realisierbar.

Als sehr ernst zu nehmende Alternative hat sich jedoch das sogenannte indirekt navigierte Implantieren herauskristallisiert: An­hand einer Aufnahme eines Computer- oder eines Vo­lumentomografen kann mithilfe spezieller Software die Implan­tatposition virtuell am Bildschirm vorab bestimmt werden. Auf Basis der Konstruktionsdaten wird aus der Röntgen­schab­lone eine Bohr­scha­blone hergestellt, in welcher die exakte Position des späteren Implantates sozusagen einprogrammiert ist. Jetzt muss der Chirurg nur noch die Schablone einsetzen, den Implantat­­stollen anlegen und das Implantat inserieren. Fertig! Der Eindruck, der eventuell entstanden sein könnte, dass mit einer Bohrschablone JEDER implantieren könnte, ist jedoch leider falsch.  Für die „virtuelle Implantation“ am Bild­schirm ist ein erfahrener Chirurg notwendig, da auch eventuelle Komplikationen „virtuell“ im Vorfeld durchdacht werden müssen. Auch beim späteren Implantieren mit Schab­lone sind kritische Situatio­nen nicht völlig auszuschließen. Vorteile: minimalinvasiv, sicher, rationell. Nachteil: erst ab einer Mindestanzahl an Implantaten für den Patienten wirklich wirtschaftlich. Der größte Nachteil der meisten auf dem Markt befindlichen Systemen ist jedoch die unzureichend exakte Führung des Bohrers in der Hülse. Nach wie vor bestehen Diskrepanzen zwischen der Planung und der Umsetzung aufgrund der unzureichenden  Bohrerführung von teilweise 1–2 mm!

Ultraschallchirurgie

Da die Ultraschallerzeugung durch den inversen ­piezoelektrischen Effekt erfolgt, wird die Vorgehensweise „Piezo­surgery“ genannt. In der Piezo­chirur­gie wird durch Ultra­schall­tech­nologie ein Schneiden von Geweben ermöglicht. Man kann Hart- und Weichgewebe in unterschiedlicher Weise bear­beiten und – vor allem – dabei differenzieren. Die schonende Osteotomie und der gute Heilungsverlauf wurden im Ver­gleich mit Säge- und Fräsebearbeitung doku­mentiert. Vorteile der Piezochirurgie: Die Besonderheit der Ultra­schallbearbeitung des Knochens liegt in der Selektivität und Präzision, die in den physikalischen Eigenschaften begründet sind. Durch die Schwingungscharakteristik ist die Wirkung auf den Knochen abtragend und schneidend, ohne jedoch diese Wirkung auch auf das Weichgewebe auszu­üben. Dadurch sind bei einer Osteotomie benachbarte Weich­teilstrukturen wie Schleimhautabgrenzungen oder Nerv­ver­läufe wesentlich we­niger Gefahren ausgesetzt als bei rotierenden oder oszillierenden Instrumenten. Klinische Einsatzmöglichkeiten: Bereits bei der Zahnent­fer­nung kann die Piezochirurgie zum knochenschonenden Vor­gehen eingesetzt werden. Mit einem speziellen Skalpell ist eine Durch­trennung im Parodontalspalt bis zur Entnahme des Zahnes ohne Verlust von äußeren, vestibulären oder lingu­alen Knochenlamellen möglich. In ähnlicher Weise ist das Vor­gehen auch bei operativer oder retinierter Zahnentfernung anwendbar. Eine Domäne der Piezochirurgie ist die prä­implanto­­lo­gische Chirurgie. Ein spezielles Arbeitsspitzenset für die Sinuslift-Operation besteht aus diamantierten Spit­zen zur Knochenabtragung und tellerförmigen Inserts zur Schleim­hautablösung. Natürlich gelingt bei guten Sicht­ver­hältnissen die Osteotomie auch mit rotierenden Instrumen­ten ohne Verletzung der Schleimhaut, in diesem Fall auch in kürzerer Zeit. Auch das sogenannte Intralift™-Verfahren ist möglich, welches die An­hebung der Schneider’schen Mem­bran durch den hydrodynamischen Kavitationseffekt mini­mal­in­vasiv ermöglicht. Dieses Verfahren wurde von Chefarzt Dr. Andreas Kurrek mit zwei weiteren Wissen­schaftlern (OA Dr. Dr. A. Trödhan/Wien und Prof. Dr. M. Wainwright/Düsseldorf) entwickelt.

Barcodesysteme

Praxishygiene ist das Thema, was uns Zahnärzte in den letzten Jahren mit­unter am meisten beschäftigt haben dürfte. Durch geänderte Vorschläge des Robert Koch-Instituts in Bezug auf die Hygiene-vorschriften wurden Be­gehungen von Praxen und eventuelle Schließungen nicht nur diskutiert …

Durch die sogenannte Beweislastumkehr ist der Zahnarzt in der Pflicht, die geschlossene Hygienekette in seiner Praxis bei Be­darf nachweisen zu ­müssen. Dies verlangt nach einer lücken­­losen Do­kumentation der Aufbereitung der Be­handlungs­instrumente in validierbaren Geräten. Da dies sehr zeit­auf­wen­dig und wenig wirtschaftlich ist, kann dies rationell nur durch ein Barcodesystem wie z.B. in ­unserer Praxis realisiert werden: Mithilfe der Verwaltungs­software Charly (solutio) kann ein solches Sys­tem relativ einfach im­ple­mentiert werden: Die Instru­mente werden in sogenannten Trays (Zusam­men­fas­sung von verschiedenen Ins­tru­­men­ten je nach Be­handlungsart) organisiert und mit ­einem Bar­code versehen. Der Code ist in Charly für  das jeweilige Tray hinterlegt. Wird das Tray am ­Patienten benutzt, wird es über den Bar­codescanner im Zimmer für diesen speziellen Patienten eingelesen und in Charly als „nicht steril“ gekennzeichnet. Die Instru­mente werden nach der Be­nutzung in Charly anhand des Bar­codes für die Auf­bereitung eingescannt und ther­modes­infi­ziert (validierbarer Thermo­­des­infektor) beziehungsweise bei Bedarf sterilisiert (validier­barer Autoklav). Die Pro­zessdaten des Thermodesinfektors und des Autoklaven der aufberei­teten Charge werden online an Charly übergeben, um die Prozess­sicherheit zu dokumentieren und zu gewährleis­ten. Wurde der Prozess erfolgreich abgeschlossen (zusätzliche manuelle Prüfung durch Prüfkörper beziehungsweise Helix), werden die Instru­men­ten-Trays zur Freigabe erneut eingescannt und in Charly als „steril“ zur Benutzung am Patienten freigegeben. Somit ist do­ku­mentiert, welches ordnungsgemäß aufbereitete Instrument an welchem Patien­ten wann benutzt wurde und damit die Kontinuität und Nachhaltigkeit der Hygiene­kette gewährleistet.

3-D-Röntgen

Bereits seit Jahrzehnten gilt die Panorama­schichtaufnahme (PSA/OPG) als Standard in der radiologischen zahnärztlichen Diag­nostik. Sie stellt jedoch nur Summations­bilder der abgebildeten anatomischen Strukturen dar. Die Aussagekraft solcher Bilder in nur einer Ebene ist sehr eingeschränkt und hängt stark von der „Leseerfahrung“ des Zahnarztes ab. Durch die zunehmende Zahl an Implan­tationen und deren Kom­plexität bedarf es jedoch  einer umfangreicheren Diag­nostik nicht nur aus  forensischen Gründen. Auch die von den Patienten immer mehr geforderten minimalinvasiven Eingriffe benötigen eine sehr aussagekräftige und exakte röntgenologische Diag­nostik.

Neben der seit 1972 bereits bekannten, jedoch erst in den 1990er-Jahren für die Zahnmedizin entdeckten Computertomografie, gibt es seit 1997 für die Oral­chirurgie eine Alternative: Die digitale Volumentomografie (DVT). Bei dieser Art von 3-D-Röntgen wird das zu erfassende Areal durch die sogenannte „Cone-Beam“-Technik in einem Sensorumlauf erfasst. Somit wird die Strahlenbelastung im Vergleich zum CT stark reduziert (ca. um das 30-Fache). Der Nachteil gegen­über dem CT ist die schlechtere Abbildung der Weichgewebe, welche jedoch in der zahnärztlichen Chi­rurgie meist von geringerer Bedeutung ist. Die auf dem Markt befindlichen Geräte unterscheiden sich grundsätzlich durch die Sensorart, Voxelgröße und dem Field of View (FOV). Es gibt zwei verschiedene Sensorarten: Halb­leiter-Flachbild­detek­toren (Flat Panel) oder Bildver­stärker-Sensoren. Wobei die Flat Panel-Sensoren verzerrungsfreiere und exaktere Bilder aufgrund ihrer einstufigen Bildausgabe ohne geometrische Verzerrung ermöglichen. Außerdem müssen sie weitaus seltener rekalibriert werden als die Bildver­stärkersensoren. Die Voxelgröße und die damit verbundenen Linienpaare pro Millimeter sind maßgebend für detailgetreue und ar­tefaktfreie Aufnahmen. Das FOV bestimmt die Größe des Bereichs, wel­cher abgebildet werden soll. Günstigere Geräte ­haben ein VOF von nur ca. 3x4 cm oder 5x5 cm, leistungs­fähigere Geräte bis zu 20x20 cm. Die sogenannten Kombi­geräte stellen eine Weiterentwicklung auf dem Markt dar. Mit ihnen ist es möglich, ­sowohl DVT als auch FRS und PSA zu er­stellen. Es ­besteht zwar die Möglich­keit, aus den DVT-Daten eine PSA oder eine FRS zu „errechnen“ (wenn das FOV groß genug ist), doch die Ergeb­nisse sind immer noch schlechter wie echte PSA oder FRS.

Fazit: Die digitale Volumentomogra­fie ist das erste eigene Verfahren in der zahnärztlichen Radiologie zur Darstellung des stomato­­g­nathen Systems durch überlagerungsfreie Schnittbilder. Ob und wann das DVT Standard wird, hängt stark von der Industrie und deren Preisvorstellungen ab. In einer finanziell sehr angespannten Zeit müssen die Geräte auch für den „normalen“ Praxis­inhaber rentabel und damit attraktiv sein, um eine höhere Markt­durchdringung zu erreichen. Einige Firmen haben bereits reagiert und die Preise der Marktrealität angepasst. Bleibt nur zu hoffen, dass die restlichen Firmen auch die Zeichen der Zeit erkennen und dementsprechend handeln, im Sinne einer besseren und für den Patienten siche­reren dentalen Zukunft.
 

Fazit

CAD/CAM ist die Zukunft im Bereich Zahnersatz, vor allem jetzt, wo die optische Abformung ganzer Kiefer technisch und vom Anwender einfach realisiert werden kann. Denn nur dann kann CAD/CAM seine Vorteile der Zeit- und Kosteneffizienz voll ausspielen. Die indirekte navigierte Implantation ist heute schon Realität in vielen implantologisch tätigen Praxen. Durch den Wunsch der Patienten nach immer minimalinvasiveren Operations­ver­fahren und der hoffentlich bald stark sinkenden Preise bei DVT-Geräten und genaueren voll geführten Bohrsys­temen, wird das Verfahren in naher Zukunft zum Stan­dard in der Implantologie werden. Die Ultraschallchirurgie eröffnet neue sanfte und minimal­invasive Wege im Bereich der Oralchirurgie. Die umfassende und sicherlich auch mitunter überraschende Leistungs­fähig­keit der Methode muss jedoch noch in weiterreichenden Studien untersucht werden. Barcodesysteme im Rahmen des QM und der Praxishygiene sind heute aufgrund der Dokumentationspflicht für qualitäts- und leistungsorientierte Zahnarztpraxen obligat. 3-D-Röntgen beziehungsweise DVT ist sicherlich eine der besten Errungenschaften für die moderne, qualitätsorientierte Zahnheilkunde. Sie optimiert die diagnostischen und forensischen Möglichkeiten einer jeden Praxis im Sinne der Patienten.