ZTM Vincent Fehmer (Bild: privat)

Die Bedeutung der dreidimensionalen Bildgebung hat bei der Vorbereitung einer Implantatbehandlung in den vergangenen Jahren weiter zugenommen. In diesem Zusammenhang sind zahlreiche neue Bildbetrachtungsprogramme und Systeme auf den Markt gekommen, die helfen sollen, den Eingriff besser vorzubereiten und durchzuführen. ZTM Vincent Fehmer et al zeigen in ihrem Beitrag für die Quintessenz Zahntechnik 3/2017 auf, welche Vorteile bestehen, wenn die einzelnen Prozessschritte auf die richtigen Akteure verteilt werden, und in welcher Form der zahntechnische Dienstleister hier für alle Beteiligten gewinnbringend arbeiten kann. Sie beschreiben, wie die Effizienz der Behandlung durch den optimierten digitalen Workflow der SMOP-Software von ­Swissmeda gesteigert wurde.

Die Quintessenz Zahntechnik, kurz QZ, ist die monatlich erscheinende Fachzeitschrift für alle Zahntechniker und zahntechnisch interessierte Fachleute, die Wert auf einen unabhängigen und fachlich objektiven Informationsaustausch legen. Im Vordergrund der Beiträge und Berichterstattung steht die Praxisrelevanz für die tägliche Arbeit. In dieser Zeitschrift finden sich Zahntechniker, Dentalindustrie und die prothetisch orientierte Zahnarztpraxis mit ihren Anliegen nach einer hochwertigen Fortbildung gleichermaßen wieder. Zur Online-Version erhalten Abonnenten kostenlos Zugang. Mehr Infos zur Zeitschrift, zum Abo und zum Bestellen eines kostenlosen Probehefts finden Sie im Quintessenz-Shop.

Konventionell erfolgt eine Implantatbehandlung auf Basis einer Panoramaschichtaufnahme und einer groben prothetischen Planung (Abb. 1). Oft wird hierbei eine manuell hergestellte Schablone verwendet, die dem Behandler die gewünschte prothetische Position aufzeigt und hilft, die Implantate im Mund so zu positionieren, dass die prothetische Versorgung möglichst optimal ausgerichtet werden kann (Abb. 2 und 3).5

Abb. 4 Klassische manuell erstellte Scanschablonen mit Referenzmarkierungen, die während der DVT-Aufnahme getragen werden mussten.

3-D-Planungssysteme seit 1999

Seit etwa 20 Jahren steht die digitale Volumentomographie (DVT) zur Verfügung, die dem Behandler erlaubt, ein dreidimensionales Bild der knöchernen Ausgangssituation des Patienten zu erhalten. Erste Systeme seit 1999 ermöglichten, digitale Implantate in der dreidimensionale Aufnahme zu planen und eine Implantatbohrschablone zu erzeugen. Diese Implantatbohrschablone wurde dabei vom Zahntechniker meist noch manuell erstellt und unter Verwendung von speziellen Bohrtischen mit Bohrhülsen versehen, die es erlaubten, die 3-D-Implantatplanung umzusetzen. Es gab auch erste Möglichkeiten, diese Schablonen über ein CAD/CAM-Verfahren herzustellen. Dabei wurden sie digital erstellt, das klassische Layout der Schablone wurde beibehalten und es gab ein stereolithographisches Herstellungsverfahren (Abb. 4).

Doch nur bei einem kleinen Teil der 3-D-Untersuchungen wurden digital Implantate geplant und Bohrschablonen eingesetzt. Als Grund wird meist angegeben, dass die Verfahren zu kompliziert und zu teuer sind. Wenn die Genauigkeit sichergestellt wäre und kein Aufwand und keine Kosten entstünden, dann gäbe es kaum eine Kontraindikation zur Verwendung einer Schiene. Wenn eine Aufnahme vorliegt und der Patient eine Strahlendosis erhalten hat, macht es durchaus Sinn, die Behandlung gewissenhaft mit Hilfe von 3-D-Verfahren zu planen und über eine präzise Schablone umzusetzen, natürlich indem die Wünsche des Patienten und Möglichkeiten des Behandlers mit einbezogen werden. Weiter zeigen neue Erkenntnisse, dass durch die geringeren Umlaufzeiten die Strahlendosen für die Patienten deutlich gesenkt werden können und gleichzeitig das Risiko für Bewegungsartefakte sinkt.3

Neue digitale Möglichkeiten seit 2009

Aus einer Zusammenarbeit der Klinik für Kronen- und Brückenprothetik, Teilprothetik und zahnärztliche Materialkunde der Universität Zürich und der Firma Swissmeda ist in den Jahren 2009 bis 2012 ein neuer, verbesserter Prozess entstanden. Es wurde möglich, nötige Prozessschritte sehr einfach an den zahntechnischen Spezialisten zu delegieren. 

Vereinfachung der ­Vorbereitung

Um den Prozess für den behandelnden Arzt zu vereinfachen, wurden die für die Vorbereitung erforderlichen Schritte reduziert. Das Online-System SMOP ermöglicht seit 2009 ein DVT/CT in die Planungssoftware einzulesen und eine Bohrschablone zu erzeugen, auch wenn während der Aufnahme keine Planungsschablone mit radioopaken Zähnen und Referenzpunkten verwendet wurde.6 Dadurch wurde es möglich, das DVT ohne aufwendige Vorbereitung durchzuführen. Bei der Aufnahme muss nur darauf geachtet werden, dass auch die relevanten Strukturen erfasst werden und der Patient sich nicht bewegt. Relevante Strukturen stellen insbesondere die Okklusalflächen dar, die sehr einfach freigestellt werden können, indem der Patient auf einen Holzspatel aufbeißt. Auch die Oberflächen der Weichgewebe, zum Beispiel bukkal oder palatinal, sollten abgebildet werden, was erreicht werden kann, indem Watterollen eingelegt werden.

Die prothetischen Wunschoptionen können dann zu einem späteren Zeitpunkt definiert und in die SMOP-Software eingelesen werden. Als weitere Vereinfachung wird im SMOP-System keine spezielle Referenzmarkierung während der Aufnahme verwendet, sondern die bestehenden Strukturen, wie Restbezahnung und/oder Schleimhautoberfläche. Dazu wird die intraorale Situation über einen Abdruck und Oberflächenscan oder einen Intraoralscan erfasst und mit der DVT-/CT-Aufnahme überlagert (Abb. 5 und 6). 

Diese Methode haben auch die meisten anderen Systeme in den vergangenen Jahren übernommen. Es stellt sich die Frage, ob die Genauigkeit dieser Überlagerung mit dem klassischem Weg der Scanschablone vergleichbar ist, die während des CT/DVTs im Mund getragen wird. In einer Studie wurde das klassische Verfahren von med3D und ­Co-Diagnostix mit dem neuen Verfahren von Swissmeda SMOP verglichen.8 Nach der Studie erreichen nach der SMOP-Methode virtuell entworfene und im 3-D-Druck erstellte Schablonen im Vergleich zu den klassischen Methoden eine höhere Genauigkeit, wenn die Oberfläche des Abdrucks mit dem DVT/CT überlagert wurden. Somit scheint der vereinfachte Prozess an dieser Stelle keine nachteiligen Auswirkungen zu haben.

Abb. 7 Der Behandler legt die Behandlungsalternative anhand der 3-D-Daten fest.

Vereinfachung der Implantatplanung

Das 3-D-Bild aus dem DVT/CT mit der überlagerten prothetischen Versorgung erlaubt, mögliche Behandlungsalternativen zu finden und die ideale Planung für den jeweils spezifischen Fall festzulegen. Neben anatomischen und prothetischen Aspekten haben der medizinische Allgemeinzustand des Patienten und das vorhandene Budget sowie die chirurgischen Fertigkeiten des Behandlers einen großen Einfluss auf die Implantatplanung. Ein Implantatplanungssystem allein garantiert keine optimale Versorgung, diese hängt vielmehr von der individuellen Qualität der Planung ab. Allerdings erlaubt das System, alle relevanten Faktoren vor dem Eingriff zu berücksichtigen und ein Optimum abzustimmen (Abb. 7). 

Aus diesen Gründen ist es notwendig, dass der Behandler die 3-D-Daten selbst untersucht und den optimalen Behandlungsplan und die Positionierung der Implantate selbst vornimmt, da er die Gesamtheit der genannten Aspekte am besten einschätzen und beurteilen kann. Manche Behandler sind nur mäßig geübt im Umgang mit Software, die meisten Planungssysteme werden als komplex und schwer bedienbar eingeschätzt. Bei dem SMOP-System können die Daten von einem Servicepartner oder seinem zahntechnischen Labor vorbereitet werden, damit er sich auf das Wesentliche konzentrieren kann. Die nötigen Schritte für den Arzt sind übersichtlich und intuitiv bedienbar. Der Behandler kann während der Planung das vorhandene Knochenangebot mit der gewünschten prothetischen Position abstimmen und dabei auch seine individuellen Vorlieben in Bezug auf die Versorgung sowie auf den Weich- beziehungsweise Hartgewebsaufbau berücksichtigen.

Verbesserung der ­Bohrschablone

In verschiedenen Studien wurde unter anderem die Genauigkeit der schablonengeführten Chirurgie untersucht. Dabei wurde festgehalten, dass die mittlere Genauigkeit mit 1 mm Abweichung grundsätzlich ausreichend scheint, dass aber Ausreißer von deutlich größerem Ausmass auftreten können.7,9,11 Nele Van Asche nennt Ausreißer bis zu 6,5 mm und 24,9 Grad.13 Hultin berichtet von zahlreichen Komplikationen, wie zum Beispiel gebrochenen oder falsch sitzenden Schablonen. Das in den vergangenen Jahren übliche Design von Bohrschablonen bedeckte meist alle Zahnflächen und große Bereiche der angrenzenden Schleimhaut.4 Die derartige Gestaltung der Bohrschablonen liegt darin begründet, dass das manuelle Herstellungsverfahren keine anderen Möglichkeiten geboten hat und ist der Grund für die zahlreichen Probleme. 

Swissmeda hat eine neue Methodik entwickelt, wie Bohrschablonen gestaltet werden können. Ziel war, dass ein Experte, zum Beispiel der zahntechnische Dienstleister, diese ideal auf die Anforderungen des Chirurgen ausrichten kann. Das neuartige Schablonendesign soll die Planung mit höchstmöglicher Präzision umsetzen, das Operationsfeld so wenig wie möglich bedecken, um gute Sichtbarkeit zu erlauben und die Bildung eines Lappens nicht zu erschweren. Die Abstützung kann auf die Bereiche konstruiert werden, die eine hohe Präzision erwarten lassen, sie kann auch auf dem Weichgewebe erfolgen (Abb. 8 und 9). Dabei wurde die Software so gestaltet, dass die Erstellung der digitalen Schablone mit sehr wenig Zeitaufwand erfolgen kann. Dabei war ein Ziel, den manuellen Aufwand der Herstellung zu reduzieren, um die Kosten für die Erstellung einer Bohrschablone reduzieren zu können.

Diese Schablone kann dann digital exportiert und mit allen Verfahren hergestellt werden. Seit 2009 ist der Druck der Schablonen mit 3-D-Druckern möglich. Der 3-D-Druck für Bohrschablonen setzt sich am Markt mehr und mehr durch (Abb. 10 bis 13). 

Verbesserung der ­Genauigkeit bei der geführten Chirurgie

Auch wenn es möglich ist, die Planung exakt in die Schablone zu übertragen und die Schablone präzise und korrekt sitzt, können während der Operation Fehler auftreten. Es gibt noch Implantatsysteme, die kein Führungssystem für alle Bohrer und für das Einbringen des Implantates anbieten. Bei diesen Systemen kann im Allgemeinen dennoch der erste Bohrer über eine Pilotbohrungshülse geführt werden, was dem Chirurg eine große Unterstützung sein kann. Zahlreiche Implantathersteller bieten spezielle Bohrer und Werkzeuge an, die es erlauben, geführt zu bohren und das Implantat einzubringen. Die Vorteile der Führung wurden in Studien untersucht. Die Führung der Pilotbohrung hat Vorteile gegenüber der manuellen Vorgehensweise und die der Führung aller Schritte Vorteile gegenüber der Pilotbohrung (Abb. 14 bis 21).2 Am meisten verbreitet ist die Führung über Bohradapter beziehungsweise Löffel sowie über Führungsflächen an den Bohrern (Abb. 22 und 23).

Dennoch können auch bei Einsatz eines der Führungssysteme der Hersteller vermeidbare Fehler auftreten. Bis 2012 wurden praktisch alle Bohrungen durch Metallhülsen geführt. Dabei entsteht durch die nötige Toleranz zwischen Metallhülse und Bohrer etwas Spiel und damit ein möglicher Fehler.12 Werden wie in Abbildung 22 Bohradapter verwendet, dann werden an zwei Stellen Toleranzen benötigt, zwischen Hülse und Führungslöffel sowie zwischen Führungslöffel und Bohrer. Diese Toleranzen führen zu Fehlern.1,10 

Abb. 24 Mögliche Fehlerreduktion durch den in der SMOP-Software geplanten 3-D-Druck der Hülse für das Straumann System.10
Abb. 25 Mögliche Fehlerreduktion durch den in der SMOP-Software geplanten 3-D-Druck der Hülse für das Astra System.10

Um diese Fehler zu reduzieren, ist es im SMOP-System möglich, die Metallhülse in die Schablone digital zu integrieren und diese in Kunststoff zusammen mit der Schablone herzustellen (Abb. 22). Bei der Herstellung der Schablone mit Hülse wird ein weicheres Material als Metall verwendet, wodurch die Toleranz sinkt. Dies verringert erheblich Fehler durch die Auslenkung des Bohrers (Abb. 24 und 25). 

Einbeziehen des zahntechnischen Dienstleisters

Ein durchgängiges Planungssystem bietet zahlreiche Vorteile für den Behandler, viele entstehen aber erst nach einer notwendigen Lernkurve. Viele Kollegen haben neben dem Tagesbetrieb keine Ressourcen, einen neuen komplexen Ablauf einzuführen und die nötigen Systeme zu erlernen und selbst zu bedienen. Es ist für Behandler aber auch keine optimale Lösung, die neuen Möglichkeiten komplett an einen Dritten zu delegieren oder komplett darauf zu verzichten.

Das SMOP-System ermöglicht jedem im dentalen Team, die jeweils eigenen Kernaufgaben optimal durchzuführen und sich auf diese zu beschränken. Das System hat offene Schnittstellen und erlaubt, alle relevanten Daten aller Hersteller, die offene Daten ausgeben, einzulesen. Das System erlaubt außerdem, Implantatpositionen und Schablonendaten zu exportieren, womit es möglich ist, diese auf allen offenen CAD/CAM-Systemen weiterzuverarbeiten und grundsätzlich auf allen relevanten Fräsystemen oder 3-D-Druckern herzustellen. Somit ist es auch möglich, die Implantatpositionen vor der Implantatinsertion digital zu exportieren und in ein CAD/CAM-System einzulesen, um beispielsweise ein Provisorium anzufertigen.

Abb. 26 Überblick des optimierten Ablaufs mit zahntechnischem Dienstleister.

Ein zahntechnischer Dienstleister kann dem Behandler viele der nötigen Arbeitsschritte abnehmen, womit sich dieser auf die wesentlichen Elemente seiner Arbeit konzentrieren kann. Der Behandler muss die Bedürfnisse des Patienten erfassen und ein DVT/CT-Bild und ein Modell oder Intraoralscan anfertigen lassen, wenn eine Planung und eine Schablone indiziert sind. Diese Daten kann er seinem zahntechnischen Dienstleister über die SMOP-Cloud teilautomatisiert zukommen lassen. Alle nötigen Schritte der Vorbereitung kann der Dienstleister übernehmen. Dadurch kann diese Arbeit besser und günstiger erbracht werden als es in der Zahnarztpraxis möglich wäre. Ist die Vorbereitung abgeschlossen, kann der Zahnarzt über seine Software auf die Daten zugreifen und die optimale Position der Implantate abstimmen. Auch hier kann ein Dienstleister unterstützen. Im Anschluss konstruiert der Dienstleister die präzise Schablone im neuartigen Design, lässt sie herstellen und stellt sie dem Behandler zur Verfügung. Hier sei zur rechtlichen Lage noch erwähnt, dass die Hoheit über den Fall bei demjenigen liegt, der das DVT in die Software eingelesen hat. Bei diesem Verfahren ist sichergestellt, dass die radiologischen Daten von den anderen Partnern, die an dem Fall mitarbeiten, nicht exportiert werden können (Abb. 26).

Diskussion

Anhand der Schablone kann der Chirurg exakt das umsetzen, was besprochen und angeboten war. Durch die 3-D-Planung ist es möglich, Knochenaufbau zu vermeiden und Risiken zu reduzieren. Die mit den neuartigen Schablonen erfahrenen Chirurgen berichten, dass sich der intraoperative Stress und die Dauer des Eingriffs deutlich reduzieren. Die Entscheidungen sind schon vorher getroffen und festgelegt, die Risiken sind klar und kontrollierbar, der Chirurg kann sich auf das Wesentliche konzentrieren. 

Viele Behandler und Chirurgen können die Vorteile der neuen technischen Möglichkeiten nur nutzen, weil sie einen verlässlichen zahntechnischen Dienstleister haben, der den Gesamtprozess unterstützt und führt. Beide Seiten berichten nach einer nötigen Lernkurve über große Effizienzvorteile und eine Qualitätssteigerung.

Ein Beitrag von Florian Schober, Zürich, ZTM Vincent Fehmer, Joao Pitta und Prof. Dr. med. dent. Irena Sailer, alle Genf, Schweiz

Literatur

1. Anssari Moin D, Derksen W, Waars H, Hassan B, Wismeijer D. Computer-assisted template-guided custom-designed 3D-printed implant placement with custom-designed 3D-printed surgical tooling: an in-vitro proof of a novel concept. Clin Oral Implants Res 2016 Mar 19.

2. Behneke A, Burwinkel M, Behneke N. Factors influencing transfer accuracy of cone beam CT-derived template-based implant placement. Clin Oral Implants Res 2012;23:416–23.

3. Dawood A, Brown J, Sauret-Jackson V, Purkayastha S. Optimization of cone beam CT exposure for pre-surgical evaluation of the implant site. Dentomaxillofacial Radiol 2012;41:70–4.

4. D‘haese J, Van De Velde T, Komiyama A, Hultin M, De Bruyn H. Accuracy and complications using computer-designed stereolithographic surgical guides for oral rehabilitation by means of dental implants: a review of the literature. Clin Implant Dent Relat Res 2012;14:321–35.

5. Fehmer V, Hicklin S, Carciofo S, Sailer I. Konventionelle schienengeführte Implantation. Quintessenz Zahntech 2016;2:164–173.

6. Flügge T, Derksen W, Te Poel J, Hassan B, Nelson K, Wismeijer D. Registration of cone beam computed tomography data and intraoral surface scans – A prerequisite for guided implant surgery with CAD/CAM drilling guides. Clin Oral Implants 2016;20. doi: 10.1111/clr.12925.

7. Jung RE, Schneider D, Ganeles J, Wismeijer D, Zwahlen M, Hämmerle CHF, Tahmaseb A. Computer technology applications in surgical implant dentistry – A systematic review. Int J Oral Maxillofac Implants 2009;24:92–109.

8. Kernen M, Benic G, Payer M, Schär A, Müller-Gerbl M, Filippi A, Kühl S. Accuracy of 3D Printed Templates for Guided Implant Placement Based on Matching a Surface Scan with CBCT. Clin Implant Dent Relat Res 2016;18:762–8.

9. Schneider D, Marquardt P, Zwahlen M, Jung RE. A systematic review on accuracy and clinical outcome in computer-guided implant dentistry; Clin Oral Implants Res 2009;20:73–86.

10. Schneider D, Schober F, Grohmann P, Hammerle CHF, Jung R. In-vitro evaluation of the tolerance of surgical instruments in templates for computer-assisted guided implantology produced by 3-D printing. Clin Oral Implants Res 2015;26:320–5.

11. Tahmaseb A, Wismeijer D, Coucke W, Derksen W. Computer technology applications in surgical implant dentistry: a systematic review. Int J Oral Maxillofac Implants. 2014;29:25–42.

12. Van Assche N, Quirynen M. Tolerance within a surgical guide. Clin Oral Impl Res 2010;21:455–458.

13. Van Assche N, Vercruyssen M, Coucke W, Teughels W, Jacobs R, Quirynen M. Accuracy of computer-aided implant placement. Clin Oral Implants Res 2012;23:112–23.