Allgemeine Zahnmedizin

Digitale Okklusion

Das Maß aller Verfahren zur Darstellung der funktionellen Okklusion ist die klinische Situation. Die Analyse in einem mechanischen Artikulator kann die klinische Situation leider nur annähernd wiedergeben. Verfahrenstechnische Gründe, aber auch prinzipielle Unzulänglichkeiten, die biologischen Bedingungen wiederzugeben, sind dafür verantwortlich. Starre Gipsmodelle beispielsweise können die Eigenbeweglichkeit der Zähne im Zahnbogen und die Verbiegungen der Unterkieferspange unter Beiß- bzw. Kaukraftbeanspruchung nicht nachvollziehen, ebenso nicht die Resilienz der Kiefergelenke oder Unzulänglichkeiten verfahrenstechnischer Natur, wie die Genauigkeit der Modellherstellung, das spaltfreie Fügen von Modelloberflächen in die Registratimpressionen, die Präzision der Modellmontage usw. So ist es nicht verwunderlich, dass Untersuchungen zur Reproduzierbarkeit okklusaler Kontakte bei zahngeführten Unterkieferbewegungen in einem Artikulator trotz individueller Einstellung mittels Funktionsdaten, die nach elektronischen Messungen gewonnen wurden, nur einen Teil der klinisch tatsächlich auftretenden Kontakte an der richtigen Stelle wiedergaben; ja sogar neue Kontakte erzeugten¹¹.

So notwendig der Artikulator für die Herstellung von Zahnersatz und okklusalen Restaurationen auch ist, so sehr muss man um seine Grenzen wissen und die klinische Kontrolle der Okklusion sorgfältig vornehmen. Dafür dienen üblicherweise verschiedenfarbiges Kontaktpapier, Okklusionsfolien oder spezielle Wachse zur klinischen Darstellung okklusaler Kontaktmuster. Als digitale Lösungen bekannt sind das T-Scan-System (Tekscan), das Verfahren mit drucksensiblen Fuji-Prescale-Folien (Fujifilm Recording Media) sowie die computergestützte Auswertungen von Silikoneinbissen.

Ein System, das vor allem die Dokumentation der genauen Lokalisation okklusaler Kontakte in Stärke und Ausdehnung zum Ziel hat, ist das GEDAS-System (Greifswald Digital Analyzing System, Universität Greifswald). Extrahartes additionsvernetztes Silikon mit adäquaten Transparenzeigenschaften vorzugsweise in dünnen Schichten wird auf die Zahnreihen appliziert; der Patienten schließt anschließend den Unterkiefer in Interkuspidation und hält den Aufbiss solange fixiert, bis der Abbindevorgang abgeschlossen ist. Eine Software steuert einen Flachbettscanner mit Durchlichteinheit an. Die Registrate werden zunächst im Durchlicht (Transparenzmodus) zur Darstellung der okklusalen Kontaktstellen, anschließend im Auflicht zur Darstellung der Zahnkonturen gescannt. Beide Bilder werden miteinander „gematcht“ (Abb. 1).

Zur Kalibrierung der Transparenzeigenschaften wird ein Kalibierungsobjekt mit fließend ansteigenden Schichtdicken des Materials von 0–50 μm mitgescannt. Schichtdicken des Registriermaterials ≤ 20 μm werden als „okklusaler Kontakt“ gewertet und den Impressionen der Zähne im Auflichtscan in korrekter Lokalisation und Ausdehnung zugeordnet. Die entstandenen Kontaktmuster können statistisch ausgewertet und als Report ausgegeben werden. Die Untersuchungen mit diesem System zeigen, dass Anzahl und Ausdehnung okklusaler Kontaktpunkte abhängig von der Kraft sind, mit der die Zähne aufeinander gepresst werden. Je stärker zusammengebissen wird, desto mehr Kontakte entstehen und desto größer sind die Kontaktflächen. Für den Zahnarzt besitzt das System das Potenzial eines okklusalen Qualitätsmanagements durch Dokumentation und Vergleich der okklusalen Kontaktpunktmuster vor und nach Versorgung zahnärztlichen Restaurationen. Zudem kann auf diese Weise dokumentiert werden, ob das klinische okklusionsbezogene Ergebnis mit demjenigen, das mit dem CAD/CAM-System am Computerbildschirm „designt“ wurde, mit der klinischen Situation der eingesetzten Arbeiten übereinstimmt³.

Mit GEDAS konnte die durchschnittliche Qualität okklusaler Verzahnungen bevölkerungsrepräsentativ untersucht werden. Erste Auswertungen anhand von 2.597 Probanden, die über die Einwohnermeldeämter nach dem Alter stratifiziert „gezogen“ und zur klinischen Untersuchung eingeladen wurden (SHIP 1 Studie, Study of Health in Pomerania), offenbaren die okklusale Problematik von Zahnersatz: Ca. 40 % aller künstlichen Zähne und 38 % aller Brückenglieder hatten im Bereich des 1. Molaren, also im Kauzentrum, keinen okklusalen Kontakt, also auch keine adäquate Stützfunktion, und erfüllten somit primär Platzhalter- oder Ästhetikfunktionen⁴.

Hierfür lässt sich eine Reihe von Gründen angeben: abgesunkene und nicht unterfütterte Prothesensättel bei künstlichen Zähnen sowie bei Brückengliedern eine Tendenz, bei der technischen Herstellung „sicherheitshalber“ okklusale Kontakte von vornherein überdeutlich zu reduzieren, um Störempfindungen beim Einsetzen initial vorzubeugen und die Akzeptanz des Zahnersatzes zu erhöhen. Im Sinne einer okklusalen Stabilität war das durchschnittliche funktionelle Ergebnis unter bevölkerungsrepräsentativen Gesichtspunkten aber unbefriedigend.

Mit der Weiterentwicklung von CAD/CAM-Systemen verbindet sich in diesem Zusammenhang die Hoffnung, dass mittels CAD/CAM-gefertigem Zahnersatz die durchschnittliche Qualität der funktionellen Okklusion – bevölkerungsrepräsentativ betrachtet – deutlich verbessert werden kann.

Funktionelle Okklusion mit CAD/CAM

Da die Anwendung von CAD/CAM nicht notwendigerweise an den Einsatz computerbasierter Messtechnik zur Erfassung der Funktionstüchtigkeit gekoppelt ist und es zudem an geeigneten Schnittstellen zu speziellen Messsystemen bislang eher mangelt, verfolgen CAD/CAM-Systeme spezielle Strategien und Lösungswege, eine funktionelle Okklusion – so gut es möglich ist – eben mittels CAD/CAM zu realisieren. Wichtigstes Ziel ist die Schaffung einer okklusalen Stabilität, d. h. eine Kauflächengestaltung mit allseitigen, gleichzeitigen und gleichmäßigen Kontakten aller Seitenzähne, die zum einen die Orthofunktion des Kauorgans, wie Abbeißen, Kauen, Schlucken, Sprechen etc. unterstützt, zum anderen aber auch protektiv im Sinne eines Vermeidens von Zahnwanderungen und -fehlbelastungen wirken kann. Als erster Schritt vermögen handelsübliche CAD/CAM-Systeme eine additive, mit Modellierwachs aufgebaute Kronen- oder Brückensituation mit den gescannten Modellen der Zahnpräparation zu überlagern und so – gewissermaßen als Differenzbild zwischen den Oberflächen der Modellation und des präparierten Zahnes – die Form der herzustellenden Krone zu generieren. Bei dieser Methode übernimmt der Zahntechniker in konventioneller Weise die funktionelle Kauflächengestaltung in einem mechanischen Artikulator. In ähnlicher Weise wird praktisch vorgegangen, wenn vor dem Präparieren eines Zahnes die Zahnform aufgenommen wird und diese als Grundlage für die spätere CAD/CAM-Form der Kaufläche dient.

Sehr häufig ist aber die ursprüngliche Kaufläche zerstört oder durch eine Vielzahl vorangegangener Restaurationen und Restaurationsversuche mit diversen Füllungen nicht mehr verfügbar und muss grundlegend erneuert werden. Als praxisorientierte Lösung, die in handelsübliche Systeme wie das CEREC-3D-System (Sirona) eingebaut wurde, wird eine Krone mit Kaufläche aus einer Datenbank eingeblendet und dem präparierten Zahnstumpf sowie dem vorhandenen Platz zwischen den benachbarten Zähnen virtuell angepasst. Auch das Kauflächenrelief des Zahnes aus der Zahndatenbank lässt sich im Vergleich mit den Nachbarzähnen und den Gegenzähnen betreffend der Höckerhöhe, Höckerlage, Steilheit der Höcker und Tiefe der Fissur grob parametrisieren. Einen besonderen Weg, aus den verbleibenden Zahnflächen oder den Kauflächen der Nachbarzähne die ursprüngliche Kauflächenform ungefähr zu generieren, verfolgt das biogenerische Zahnmodell9.

Eine so präformierte Kaufläche fügt sich anatomisch-morphologisch betrachtet bereits harmonisch in eine bestehende Zahnreihe ein. Es bedarf jedoch in vielen Fällen noch der okklusalen Feinjustierung: Als eine besonders praxisorientierte Methode ist im CEREC-3D-System ein iterativer Prozess der Selbstadjustierung („occlusal surface settling“) integriert worden. Dieses „Settling“ ahmt die Zahnentwicklung (Zahnung) nach: Komplett präformierte Zähne brechen bei der Zahnung durch die Schleimhaut hindurch und „verzahnen“ sich anschließend mit dem Antagonisten. Dabei wird die Anzahl der anzustrebenden Kontaktpunkte (Kollisionspunkte) mit dem Antagonisten vorgegeben. In der Folge wird eine entweder aus der Datenbank entnommene oder biogenerisch erzeugte Restauration oder Krone solange angenähert, dabei gedreht, gekippt, verschoben und „eingerüttelt“, bis sich die maximal möglichen Kontaktpunkte in optimaler Stärke gemäß Vorgabe eingestellt haben. Um das Ergebnis zu optimieren, werden auch die Höckerkegel einzeln positioniert¹⁰ (Abb. 2).

Unter der Voraussetzung, dass keine okklusalen Führungsflächen aufgebaut werden müssen, kann die so erzeugte statische Okklusion dynamisch mittels FGP-Technik (Functional Generated Path) optimiert werden. Hierfür wird im Bereich der späteren Restauration eine in der Abbindephase noch weiche, aber standfeste, wachsartige Registrierpaste appliziert, in die sich bei Gleitbewegungen der Zähne die Form des Antagonisten „eingraviert“. Die ausgehärtete Oberfläche gibt den dreidimensionalen, grenzwertigen Freiraum einer Bewegung der späteren Restauration wieder. Gegen dieses FGP-Registrat wird die spätere Kaufläche modelliert bzw. Störkontakte der Gleitfunktion „virtuell“ eingeschliffen. Solche FGP-Registrate für CAD-Anwendungen setzen funktionierende okklusale Führungsflächen voraus und spielen bislang eher bei Einzelzahnrestaurationen oder kleineren Brückenarbeiten eine Rolle.

Zukünftig ist es aber wichtig, größere Kieferabschnitte oder ganze Kiefer zu betrachten und deren Bewegungen am Computerbildschirm einschließlich der Kaubewegungen zu analysieren.

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Funktion und CAD/CAM – Teil 3


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Funktion und CAD/CAM – Teil 1

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