Anzeige
Kieferorthopädie 16.09.2015

3-D-Druck in der KFO-Praxis

3-D-Druck in der KFO-Praxis

Ein Beitrag von Dr. Todd Ehrler, Kieferorthopäde aus Rialto/Kalifornieren (USA).

Das dreidimensionale Drucken hat den Herstellungsprozess in vielen Industriezweigen revolutioniert. Einer der Hauptvorteile des 3-D-Drucks ist, dass er zahlreichen Firmen ermöglicht hat, Produkte und Services, die zuvor ausgelagert wurden, nun zu integrieren. In der Kieferorthopädie stellen das intraorale Scannen, der Einsatz von Software zur digitalen Behandlungsplanung sowie der 3-D-Druck eine Möglichkeit für den Behandler dar, eine Vielzahl von Geräten in den Praxisworkflow zu integrieren.

Ein sehr ähnlicher Trend ist in der amerikanischen Geschich­te unseres Berufsstandes erkennbar. So haben viele Kieferorthopäden in den USA in der Vergangenheit die Erstellung von Patientendaten­sätzen wie Ar­beits­modelle, Rönt­genaufnah­men oder Fotografien ausgelagert. Mittlerweile wird dieser Prozess jedoch von vielen Kieferorthopäden wieder in der eigenen Praxis realisiert. Zwischen dem intraoralen Scannen und dem 3-D-Druck gibt es eine enge Verbindung. Tatsächlich ist es so, dass die Rentabilität für den Kieferorthopäden, das In­traoralscannen sowie das drei­dimensionale Drucken in die eigene Praxis zu integrieren, weitaus größer ist als die Integration der Erstellung kieferorthopädischer Aufnahmen. Allerdings ist die Lernkurve, welche mit der ak­tuellen 3-D-Druck-Technologie verbunden ist, weitaus größer als bei der Integration kieferorthopädischer Aufnahmen. Im Folgenden sind die Komponenten dargestellt (Abb. 1), die ein Kieferorthopäde benötigt, um die Herstellung digitaler Apparaturen komplett in den Praxisablauf zu integrieren (digitale Praxis).

Aktuell würde ich schätzen, dass weniger als ein Prozent aller Kieferorthopäden einen 3-D-Drucker besitzt und die Herstellung di­gitaler Apparaturen vollständig in ihren Praxisablauf integriert hat. Insofern lagert die überwiegende Mehrheit der Kieferorthopäden momentan ihren 3-D-Druck-Bedarf an einen Dritten aus. Dennoch hat ein rapide ansteigender Prozentsatz an Kiefer­orthopäden in jüngerer Vergangenheit einen Intraoralscanner sowie eine kieferorthopädische Behandlungsplanungssoftware erworben. So ist dort bereits eine gewisse Bandbreite an Pros und Kontras (Auslagern vs. Integrieren) erkennbar (Abb. 2 und 3). Ich habe im Jahre 2007 damit angefangen, 3-D-Drucker in meiner Praxis einzusetzen (Abb. 4). Seitdem habe ich insgesamt elf 3-D-Drucker erworben und betrieben. Während dieser Zeit haben ein engagiertes Kieferorthopäden-Team und ich die Orchestrate 3-D-Software-Plattform entwickelt, die mit dreidimensionalem Druck von Zahnkränzen und Herstellung von Behandlungsapparaturen gekoppelt werden kann.

Damals, im Jahre 2007, waren Scanner und 3-D-Drucker sehr fortschrittlich. Im Vergleich zu heutigen Standards waren sie jedoch sehr langsam und ungenau. Trotzdem war ich mithilfe dieser frühen Technologie in der Lage, Patientenmodelle von Zähnen zu scannen, diese digital auszuschneiden und zu bewegen, um anschließend die entsprechenden Modelle dreidimensional zu drucken. Meine Assistenz fertigte dann die Aligner für die Patienten. Selbst mit dieser frühen Technologie konnte ich also gute Ergebnisse erzielen (Abb. 5). Als mit den Jahren die Kosten für diese Technologie niedriger und die Genau­igkeit und Geschwindigkeit verbessert wurden, stand für mich fest, dass Kieferorthopäden diese Technologie breit in ihre Praxen aufnehmen würden. Seitdem ich den 3-D-Druck in meine Praxis integriert habe, konnte ich meinen Aufwand erheblich senken. Ich habe neue Techniken entdeckt, die meine Praxis effizienter und profitabler gemacht haben. Im Folgenden sind vier Bereiche aufgeführt, in denen das dreidimensionale Drucken seitdem vor allem in mei­ner Praxis eingesetzt wird.

Alignertherapie

Ich kann meinen Patienten heute Aligner übergeben, die mit mehr Kontrolle hinsichtlich der bei der Zahnbewegung eingesetzten Me­chaniken erstellt wurden. Gleichzeitig konnten dabei die Kosten für die Apparaturen extrem reduziert werden. Auch habe ich die Möglichkeit, einen Patienten am Morgen eines Tages zu scannen und ihm dann bereits am Nachmittag des gleichen Tages die entsprechenden Aligner zu überreichen, was ein großarti­ges Marketingtool darstellt und meine Praxis von anderen unterscheidet.

Kombinationsbehandlung

Heutzutage nutze ich Aligner oder „aktive“ Retainer, um all meine Fälle mit festsitzenden Apparaturen virtuell zu beenden. Dies ermöglicht es mir, die Zeit, in der meine Patienten Brackets tragen, zu reduzieren. Zudem ist es mir möglich, die Behandlungsergebnisse mithilfe der Apparaturen zur finalen Zahnpositionierung zu verbessern. Die Anwendung dieser Technik ermöglicht uns zukünftig eine Reduzierung der Patiententermine. Der Bogen wird entfernt und der Patient wird mitsamt seinen Brackets gescannt. Die Brackets werden dann künftig digital entfernt (Abb. 7). Wenn der Patient zum Debonding-Termin wiederkommt, ist der finale aktive Retainer bereits fertig, um direkt nach der Entbänderung eingesetzt zu werden.

Hybridbehandlung

In den Abbildungen 10 bis 13 ist eine Hybridbehandlung dargestellt, bei der der Einsatz von 2D® Lingual Brackets (Fa. FORESTADENT) in der Anfangsphase der Behandlung erfolgte, um große Rotationen und extrusive Zahnbewegungen zu korrigieren. Anschließend wurde in der Finishingphase zur Alignertherapie übergegangen. Vorteilhaft an diesem Behandlungsansatz ist, dass die Lingualapparatur z.B. auf die anterioren Zähne limitiert werden kann.  

Retention

Die finalen Zahnpositionen des Patienten werden digital gespeichert, wobei die dreidimensional gedruckten Modelle sehr selten bei der Apparaturherstellung brechen. Jedoch, wann immer ein Patient seinen Retainer verliert oder dieser bricht, kann sofort ein Ersatzretainer ohne die Notwendigkeit eines neuen Abdrucks bzw. eines weiteren Praxistermins erstellt werden.

Im Folgenden ist ein Patientenbeispiel dargestellt (Abb. 14 bis 16), bei dem das Debonding erfolgte und ein aktiver Retainer zum Erreichen der finalen Zahnpositionen hergestellt wurde. Wie sollte der Kieferorthopäde diese Technologie nun in seine Praxis integrieren? Der Ansatz, den ich empfehlen würde, ist ein stufenweiser Ansatz, der dabei einige sehr spezifische Ziele mit Zeitfenstern versieht. Ich würde empfehlen, zunächst mit der Anschaffung eines Intraoralscanners (aus meiner Sicht empfehlenswert sind z.B. der Scanner CS 3500 von Carestream oder der iTero® Scanner) und einer Behandlungsplanungssoftware zu beginnen und dann zu versuchen, jemanden zu finden, der die Modelle dreidimensional druckt (z.B. die Orchestrate Software bzw. der über FORESTADENT angebotene Service Accusmile). Wenn es dann irgendwann soweit ist, dass Sie mit dem Gedanken spielen, einen geeigneten 3-D-Drucker auszuwählen und anzuschaffen, um diesen in die eigene Praxis zu integrieren (ich habe z.B. gute Erfahrungen mit dem

3-D-Drucker von EnvisionTEC gemacht), würde ich folgende fünf Aspekte in Betracht ziehen:

Einschätzen des eigenen Druckvolumens

Wie viele dreidimensional gedruckten Modelle benötigen Sie pro Tag? Wie viele Druckzyklen kann das Gerät innerhalb von 24 Stunden fertigstellen? Sofern Ihr Druckvolumen zeitweise grö­ßer ist, erweist sich der Erwerb von zwei kleinen Druckern im Gegensatz zu einem großen Gerät als vorteilhaft. Zur Not, versuchen Sie jemanden zu finden, der Ihnen die benötigten Modelle druckt. Vergessen Sie jedoch bei Ihrer Entscheidung nicht, auch die Stillstandszeiten des Druckers und die Nachbereitung der Modelle zu berücksichtigen. Und schließlich sollte Ihr Druckvolumen in jedem Fall groß sein, um letztlich eine angemessene Refinanzierung zu erreichen.

Auswahl eines kleinen, versendbaren 3-D-Druckers

Es ist keine Frage, ob oder wann der Drucker zusammenbricht oder einen entsprechenden Service benötigt. Es ist daher viel einfacher und weniger kosten­intensiv, den defekten Drucker gleich zurück zum Hersteller zu schicken, als im Gegensatz da­zu einen Techniker vor Ort zu bemühen. Finden Sie zudem jemanden, der Ihnen in der Zwi­schenzeit die benötigten Modelle druckt.

Allgemeine Anforderungen

Prüfen Sie, ob Gerüche entstehen, sobald der 3-D-Drucker läuft – eine gute Belüftung ist hierbei sehr wichtig. Zudem ist ein geeigneter Fußboden ein Aspekt, der beachtet werden sollte, denn manche der Materialien, mit denen die Drucker arbeiten, können den vorhandenen Boden beschädigen oder gar zerstören. Stellen Sie sicher, dass genügend Platz für den Drucker und das entsprechende Equipment zur Verfügung steht. Manche 3-D-Drucker erfordern ziemlich viel Nachbereitung der Modelle, was wiederum zusätzliches Equipment sowie den entsprechenden Platz benötigt. Zudem sollte ein 3-D-Drucker nicht an einem stark frequentierten Platz der Praxis stehen, sodass Zusammenstöße mit dem Gerät von vornherein vermieden werden. Und, was auch noch wichtig ist, das Gerät sollte nicht in der Nähe zu anderen Praxisgeräten stehen, damit keine Störungen wie z.B. durch vibrieren­de Geräte, welche zum Gießen von Gipsmodellen eingesetzt werden, entstehen.

Jährliche Wartungskosten

Ermitteln Sie die kompletten Kosten für den Erwerb und die Unterhaltung des Druckers. Gibt es eine Garantie? Wie hoch sind die Kosten für diese Garantie und was enthält diese? Teile und Labor? Wie hoch sind die Mate­rialkosten sowie die Kosten für die routinemäßige Unterhaltung des Geräts? Wie sieht es mit der durchschnittlichen Lebenserwartung eines solchen 3-D-Druckers aus? Wie hoch sind die Laborkosten für den Betrieb des Druckers? Beachten Sie, dass manche Geräte einen beträcht­lichen Bedienungsaufwand aufweisen.

Kosten und Materialauswahl

Finden Sie heraus, mit welchen Materialien der 3-D-Drucker arbeiten kann (sehr gut sind in meinen Augen die Materialien  von EnvisionTEC). Sind diese Materialien biokompatibel? Wenn Sie planen, den 3-D-Drucker dafür zu verwenden, dass er Ihnen Apparaturen fertigt, die direkt in den Mund des Patienten gelangen, wie z.B. Nachtschienen, Implantate/TAD-Bohrschablonen, dann muss ein biokompatibles Ma­terial verwendet werden. Wenn die beabsichtigte Verwendung des Geräts die Erstellung von Modellen für die Herstellung von Alignern, Retainern, Expandern oder anderen kieferorthopädischen Apparaturen ist, wo die gedruckten Objekte nicht direkt in den Mund des Patienten gelangen, sind nichtbiokompatible Materialien ausreichend. Normalerweise sind die nichtbiokompatiblen Materialien preiswerter als die biokompatiblen.

Fazit

Es steht außer Frage, dass das intraorale Scannen und der 3-D-Druck die Art und Weise, wie wir Kieferorthopädie heutzutage ausüben, bereits verändert hat und dies in Zukunft auch weiter tun wird. Der Intraoralscan wird mittlerweile zu einem großen Teil von Kieferorthopäden in deren Praxen angenommen, und der dreidimensionale Druck scheint dieser Entwicklung zu folgen. Dennoch sollte die Entscheidung, einen 3-D-Drucker zu erwerben, sehr umsichtig getroffen werden, da sich die Integration dieser Technologie als sehr anspruchsvoll erweist. Wie sich durch die Integration kieferorthopädischer Aufnahmen der bis dahin lang anhaltende Trend des Auslagerns dieser geändert hat, wird auch der 3-D-Druck in kieferorthopädischen Praxen eine ähnliche Entwicklung erfahren.

Mehr Fachartikel aus Kieferorthopädie

ePaper

Anzeige