Einsatz von CAD/CAM-Technologie für eine erfolgreiche Implantattherapie

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1 Einsatz von CAD/CAM-Technologie für eine erfolgreiche Implantattherapie Suheil M. Boutros, DDS, MS, Manuel Fricke, DT Durch die moderne Implantologie eröffnen sich neue Behandlungsoptionen für zahnlose Personen oder solche mit einer geringen Anzahl an verbleibenden Zähnen. Beispielsweise das Trabecular Metal Implantat (Zimmer Dental, US-Carlsbad), dessen Mittelteil aus hochporösem Tantal-Biomaterial mit trabekulärer Struktur besteht, ermöglicht eine sofortige oder frühzeitige Belastung. Durch die Verwendung fortschrittlicher CAD/CAM-Technologie in der Implantatprothetik wird zudem sichergestellt, dass Versorgungen mit präziser Passung hergestellt werden, unabhängig davon, ob es sich um festsitzenden oder herausnehmbaren Zahnersatz handelt. Insgesamt führen diese Behandlungen in der Regel zu einer hohen Patientenzufriedenheit und langzeitstabilen Ergebnissen. Bei Trabecular Metal handelt es sich um ein Material, das bereits seit mehr als zehn Jahren in der Orthopädie erfolgreich eingesetzt wird. Das dentale Implantat, bei dem dieses Material Verwendung findet, wurde von Zimmer Dental im Frühjahr 2012 eingeführt. Nach Angaben des Herstellers weist das biokompatible Trabecular Metal eine dreidimensionale Struktur ähnlich der von spongiösem Knochen auf und bietet eine Porosität von bis zu 80%. Dies fördert das An- und Einwachsen von Knochen. Erste Studienergebnisse zeigen, dass mit diesem neuen Implantat sicher und effektiv eine frühzeitige oder sogar sofortige Belastung erfolgen kann. Jedoch wird der Erfolg der Implantattherapie nicht alleine durch das Implantat, sondern auch stark von der Form, der Passung und der korrekten Okklusion der prothetischen Versorgung beeinflusst. Je mehr Zähne fehlen und je komplexer die implantatgetragene Versorgung wird, desto wichtiger wird deren Passgenauigkeit, da Implantate anders als natürliche Zähne unbeweglich sind und selbst geringe Ungenauigkeiten nicht kompensieren können. Nach unserer Erfahrung lässt sich die erforderliche Präzision bei der Fertigung am besten durch Einsatz von CAD/CAM-Technologie erzielen. Auf diese Weise können sogar komplexe, direkt verschraubte Elemente wie z. B. Stege oder weitspannige Brücken hergestellt werden vorausgesetzt, es werden ausschließlich hochwertige Komponenten eingesetzt. Anhand des folgenden Fallbeispiels wird der von uns bevorzugte Workflow beschrieben. Dabei kommen Trabecular Metal Implantate und herausnehm- barer Zahnersatz mit einem Steg zum Einsatz, der mit dem Zfx CAD/CAM-System (Zfx, D-Dachau) herge- stellt wurde. Patientenfall Ein 75-jähriger Patient wurde von seinem Zahnarzt in unsere Praxis überwiesen, da seine Frontzähne im Oberkiefer nicht erhaltungswürdig waren. Die Anamnese zeigte, dass der Patient unter Bluthochdruck, einem Herzleiden und Arthritis litt, letztere führte zu starken Rückenschmerzen. Die Versorgungen im Unterkiefer waren in einem guten Zustand. Im Oberkiefer befanden sich sechs verbleibende natürliche Zähne (14 bis 22) sowie im Seitenzahnbereich des 1. Quadranten zwei Tapered Screw Vent Implantate (Zimmer Dental), die mit zwei ver- blockten Kronen versorgt waren (Abb. 1 bis 3). Abb. 1: Ausgangssituation 1

2 Abb. 2: Okklusale Ansicht der Situation im Oberkiefer. Sowohl mittels Röntgenaufnahme als auch bei der klinischen Untersuchung wurde ein starker Knochenverlust im zahnlosen Bereich des Oberkiefers festgestellt. Da die Restaurationen an den verbleibenden Frontzähnen insuffizient und die Prognose für den Erhalt der Zähne schlecht war, musste umgehend eine Behandlung erfolgen. Ein starker Würgereiz des Patienten sprach gegen jegliche Art der Versorgung mit konventionellem herausnehmbarem Zahnersatz. Behandlungsplan Aus diesem Grund wurden zwei unterschiedliche Therapieoptionen mit dem Patienten diskutiert: Erstens die Extraktion der verbleibenden Zähne im Oberkiefer und die Sofortimplantation von vier Trabecular Metal Implantaten. Die Alternative beinhaltete einen Sinuslift, um die Insertion posteriorer Implantate zu ermöglichen. Der Patient entschied sich für die erste Variante mit Sofortimplantation. Hinsichtlich der prothetischen Versorgung wurde der Patient gebeten, zwischen einer stegverankerten Prothese und einer direkt verschraubten Suprakonstruktion zu wählen. Die Argumente, dass der herausnehmbare Zahnersatz eine bessere Pflege ermöglicht und die Phonetik dank des Anliegens der Prothese am Zahnfleisch in der Regel nicht beeinträchtigt wird, überzeugten ihn. Geplant war, den Steg auch auf den beiden vorhandenen Implantaten zu befestigen. Abb. 3: Auf dem Röntgenbild sind zwei Implantate mit verblockten Kronen und sechs natürliche Zähne vier von ihnen endodontisch behandelt im Oberkiefer sichtbar. Chirurgischer Eingriff Nach Einwilligung des Patienten wurden in intravenöser Sedierung unter Einsatz von Midazolam (10 mg) und Fentanyl (0,15 mg) die verbleibenden Zähne im Oberkiefer extrahiert. Aufgrund der Rückenbeschwerden des Patienten wurde der Eingriff in Rückenlage mit angestellten Beinen vorgenommen (Abb. 4). Es folgte das Debridement der Extraktionsalveolen, bevor palatinal in D3 Knochen Osteotomien durchgeführt wurden (Abb. 5). Anschließend wurden Trabecular Metal Implantate des Modells TMT mit Mikrostrukturierung bis zum oberen Rand in die Extraktionsalveolen in regio 14 (Durchmesser 4,1 mm, Länge 13 mm) und 22 (Durchmesser 4,1 mm, Länge 11,5 mm) sowie in regio 24 (Durchmesser 4,1 mm, Länge 13 mm) inseriert. Abb. 4: Situation nach Extraktion der Frontzähne. Abb. 5: Implantatbett nach Aufbereitung. 2

3 Ein Implantat des Modells TMM mit 0,5 mm maschiniertem Titan im koronalen Bereich (Durchmesser 4,7 mm, Länge 13 mm) wurde außerdem in die Extraktionsalveole in regio 11 implantiert (Abb. 6 und 7). Für alle Implantate wurde eine hohe Primärstabilität von mehr als 35 Ncm erreicht. Sofort nach dem chirurgischen Eingriff wurden die Versorgungen auf den Tapered Screw Vent Implantaten entfernt, sechs Abformpfosten aufgesetzt und aufgrund des starken Würgereizes eine Silikon-Abformung auf Implantatniveau durchgeführt. Danach erhielten die neu inserierten Implantate vier Gingivaformer und die bestehenden Implantate Locator Abutments. Um eine provisorische, gaumenfreie Prothese eingliedern zu können, wurde ein Mini-Implantat inseriert. Die kritischen Stellen zwischen den Implantaten und den Extraktionsalve- olen wurden zudem mit Puros Allograft Spongiosa Partikeln (Zimmer Dental) aufgefüllt. Der Wundverschluss erfolgte mit einer Matratzennaht unter Verwendung von 4-0 Vicryl Nahtmaterial (Abb. 8 und 9). Das Provisorium wurde eingegliedert und der Patient erhielt Anweisungen hinsichtlich sei- nes Verhaltens nach der Operation. Während der Kontrolluntersuchungen zeigte sich ein unauffälliger Heilungsverlauf. Abb. 6: Insertion eines TMT Implantates in die Extraktionsalveole des ersten Prämolaren im 1. Quadrant. Abb. 7: Insertion eines Implantates des Modells TMM in die Alveole des Zahnes 11. Abb. 8: Klinische Situation nach der Implantation. Abb. 9: Auf der Röntgenaufnahme sind zwei TSV sowie vier Trabecular Metal Implantate und ein Mini-Implantat zu erkennen. 3

4 Computergestützte Konstruktion des Steges Auf Grundlage der Präzisionsabformung wurde im zahntechnischen Labor ein Meistermodell produziert. Für die Überprüfung der Genauigkeit kam ein Übertragungsschlüssel zum Einsatz. Außerdem wurden ein Wax-up und eine Gingivamaske hergestellt, um die gewünschte Form der geplanten Versorgung zu erarbeiten. Die Modelle beider Kiefer, Wax-up und künstliche Gingiva wurden an Zfx München (D-Dachau) gesendet, um den Steg im CAD/CAM- Verfahren zu fertigen. In diesem Fräszentrum wurde zunächst das Oberkiefermodell sowohl mit als auch ohne Wax-up, jeweils einmal mit und einmal ohne Gingiva eingescannt. Nachfolgend wurden von Zfx entwickelte Matchholder auf das Modell gesetzt und mit einem festgelegten Drehmoment von 15 Ncm befestigt, bevor erneut gescannt wurde. Dieser Vorgang dient der exakten Bestimmung der Impantatpositionen und -achsen und deren Übertragung in die virtuelle Welt. Verwendet wurde hierfür der Scanner Zfx Evolution (Zfx), ein Streifenlichtscanner, der im Entwicklungszentrum des Unternehmens in Bozen entwickelt wurde (Abb. 10). Nach Angaben des Herstellers wird mit diesem Scanner eine hohe Präzision mit Abweichungen von weniger als 9 μm im gesamten Scanvolumen erzielt. Aus diesem Grund sind die generierten Daten als Basis für die computergestützte Konstruktion und Fertigung von komplexen, verschraubten Strukturen wie beispielsweise dem Steg aus dem vorliegenden Fall geeignet. Die speziellen Matchholder erlauben die exakte Übertragung der Implantatpositionen in die virtuelle Welt. Die Datensätze wurden in die Zfx CAD-Software importiert (Abb. 11 bis 13). Hier erfolgte die Eingabe der erforderlichen Patientendaten, die Implantatpositionen wurden mithilfe der Matchholder automatisch bestimmt. Barcodes auf diesen Adaptern stellen sicher, dass die Implantattypen sowie die Längen und Durchmesser der Implantate automatisch erkannt und aus der Implantatbibliothek in die Software importiert werden. Abb. 10: Der Scanner Zfx Evolution. Abb. 11: Virtuelles Modell mit abnehmbarer künstlicher Gingiva,... Abb. 12:... mit dem Set-up... Abb. 13:... und mit Gingiva sowie Matchholdern. 4

5 Danach wurden die Emergenzprofile auf der Gingiva markiert. Das virtuelle Wax-up wurde auf dem Modell eingeblendet, um die vollanatomische Form der geplanten Versorgung darzustellen. Diese ist erforderlich, um ein optimales Design des Steges zu ermitteln (Abb. 14 und 15). Der Konstruktionsvorschlag last sich anschließend manuell modifizieren: Es ist beispielsweise möglich, das Querschnittsprofil und die Parameter z.b. die Dicke des Steges zu verändern. Der Abstand zur Gingiva und das Abutment-Design kann ebenfalls individualisiert werden (Abb. 16). Im vorliegenden Fall wurde der Steg auf Gingivaniveau modelliert. Außerdem wurden Gewinde eingefügt, um Locators auf dem Steg befestigen zu können, die als Retentionselemente dienen sollten (Abb. 17 und 18). Abbildung 19 zeigt den virtuellen Steg nach Abschluss des Konstruktionsvorgangs. Der Steg wurde mit der Fräsmaschine Zfx Ultramill hergestellt und in die Praxis geschickt (Abb. 20). Dort erfolgte sechs Wochen nach dem chirurgischen Eingriff die Einprobe. Abb. 14: Virtuelles Modell inklusive Wax-up und mit angezeigten Schraubenkanälen. Abb. 15: Konstruktionsvorschlag mit transparent eingeblendetem Wax-up. Abb. 16: Design der Abutmentböden. Abb. 19: Fertiggestellte Stegkonstruktion. Abb. 17: Steg mit vier Gewinden für die Retentionselemente. Abb. 20: Steg nach dem Fräsvorgang. Abb. 18: Konstruktion des Primärsteges mit den Optionen, den Querschnitt des Steges sowie die Pfeiler zu verändern. Die Locator-Elemente werden auf dem Steg angezeigt. 5

6 Da die Passung sehr gut war, wurde der Steg zur Einarbeitung der Retentionselemente an das zahntechnische Labor gesendet (Abb. 21). Vor Herstellung der Prothese wurde der Steg noch ein letztes Mal einprobiert (Abb. 22). Die Abbildungen 23 und 24 zeigen, dass der Steg exakt in die Prothese passt. Acht Wochen nach der Implantation wurde die definitive Prothese eingesetzt. Der spannungsfrei sit- zende Steg wurde mit einem Drehmoment von 30 Ncm befestigt (Abb. 25). Danach wurde eine Röntgenaufnahme angefertigt, um die Passung zu überprüfen (Abb. 26). Der Sitz der Prothese sowie die Okklusion wurden ebenfalls kontrolliert (Abb. 27). Ein Termin für eine Kontrolluntersuchung wurde vereinbart, um gegebenenfalls noch einmal Anpassungen vorzunehmen. Abb. 21: Passungskontrolle auf dem Modell. Abb. 25: Eingliederung des Steges. Abb. 22: Finale Einprobe des Steges. Abb. 26: Röntgenaufnahme der finalen Situation. Abb. 23: Prothese Abb. 27: Prothese in situ. Abb. 24: Der Steg passt präzise in die Prothese. 6

7 Kürzlich war der Patient zu einer Untersuchung vier Monate nach dem Eingriff in der Praxis. Er ist mit dem Behandlungsergebnis äußerst zufrieden: Er gab an, dass die Prothese leicht zu reinigen sei und die Prothese so gut sitzt, dass die Aussprache nicht beeinträchtigt ist (Abb. 28 bis 30). Ein weiterer Kontrolltermin wurde nach sechs Monaten vereinbart, um das Ergebnis der erfolgreichen Behandlung erneut zu überprüfen. Fazit Durch die beschriebene Kombination innovativer Materialien und Technologien gelingt es, Patienten eine implantologische Therapie zu bieten, die zu präzisen Ergebnissen und einer hohen Patientenzufriedenheit führt. Die Sofortimplantation und frühe Belastung der Implantate ermöglicht es uns, die Behandlungszeit zu verkürzen. Durch die exakte Passung des computergestützt gefertigten Steges wird sichergestellt, dass keine Nachbearbeitung erforderlich ist und Spannungen auf den Implantaten auf ein Minimum reduziert werden. Damit ist eine wichtige Voraussetzung für den langfristigen Erfolg der Implantate und der Restauration erfüllt. Abb. 28: Auf den Kontroll- Röntgenaufnahmen ist die präzise Passung des Steges auf den Implantaten zu sehen. Abb. 30: nach 4 Monaten aufgenommen Abb. 29: Diese wurden während einer Kontrolluntersuchung... Suheil M. Boutros, DDS, MS 1992 Abschluss in Zahnmedizin an der University of Detroit Mercy 1996 Master of Science an der University of Minnesota / Zertifizierung als Spezialist auf dem Gebiet der zahnärztlichen Prothetik seit 1997 tätig in der Praxis Periodontal Specialists of Grand Blanc, Michigan, USA seit 2002 Gastprofessur an der University of Michigan Diplomat des American Board of Periodontology (ABP) Diplomat des American Board of Oral Implantology (ABOI) Diplomat des International Congress of Oral Implantogists (ICOI) Spezialist Implantologie der Deutschen Gesellschaft für Zahnärztliche Implantologie (DGZI) sboutros@umich.edu 7