Digitale Praxis

Mit der zunehmenden Einführung von computergestützten Verfahren in Zahnmedizin und Zahntechnik haben sich sowohl die Planungsmöglichkeiten und Behandlungsabläufe als auch die Herstellungswege grundlegend verändert. Wie in den meisten anderen Branchen werden auch in der Zahntechnik Arbeitsschritte zunehmend automatisiert. Da der Preis zahntechnischer Arbeiten inzwischen zu einem zentralen Punkt bei der Therapieplanung geworden ist, könnte die Automatisierung helfen, kostengünstiger am Standort Deutschland zu produzieren und die manuelle Fertigung in Billiglohnländern unattraktiv machen. Der Fortschritt in der Computertechnologie ermöglicht inzwischen eine wirtschaftliche Herstellung von Einzelstücken. Die computergestützte Fertigung von Zahnrestaurationen hat dadurch in den letzten Jahren einen stetig steigenden Anteil am Gesamtmarkt übernommen. Nahezu alle Dentalhersteller bieten ihren Kunden den Zugriff auf maschinelle Produktionsverfahren, entweder für die Zahnarztpraxis, das zahntechnische Labor oder in Form von Fertigungszentren. Als wesentliche Errungenschaften des CAD/CAM-generierten Zahnersatzes sind der Zugang zu neuen, nahezu fehlerfreien, industriell vorgefertigten Restaurationsmaterialien, eine mit der standardisierten Verfahrenskette einhergehende Qualitätssteigerung sowie Reproduzierbarkeit und Speicherung der Daten, eine Verbesserung der Präzision und Planung sowie eine Erhöhung der Effizienz herauszustellen. Die stetigen Weiterentwicklungen im Bereich der Soft- und Hardware wie auch die Verfügbarkeit hochinnovativer Werkstoffe lassen zukünftig neue Fertigungswege und Behandlungskonzepte erwarten, die eine weitere Kostenreduktion ermöglichen werden.

Historie

Die Entwicklung der CAD/-CAM-Technolgie in der Zahnmedizin hatte ihre Ursprünge bereits Anfang der 70er Jahre mit den ersten Versuchen von Francois Duret. Allerdings dauerte es noch mehr als ein Jahrzehnt, bis 1987 das erste computergestütze Frässystem CEREC 1 auf dem Dentalmarkt erschien. Die grundlegende Intention dieses Gerätes war es, in der zahnärztlichen Praxis vollkeramische Inlays und Teilkronen zu schleifen. Gegen Ende der 90er Jahre folgte eine Reihe namhafter Dentalanbieter mit Frässystemen für das zahntechnische Labor. Alle diese Maschinen hatten primär das Ziel, Zirkoniumdioxidgerüste herzustellen, sei es durch Schleifen im „gehipten“ Zustand oder durch Bearbeitung in der sogenannten „Weißlingsphase“, einer Vorsinterstufe des dichtgesinterten Materials. Einige Hersteller erkannten allerdings schnell das große Potenzial der CAD/CAM-Technologie für die Bearbeitung anderer Materialgruppen.
Gerade das Schleifen und Fräsen unter Wasserkühlung erlaubt es, neben vorgesintertem Zirkoniumdioxid und Kunststoff auch eine Reihe anderer innovativer Werkstoffe zu verwenden, welche bis dahin nur sehr schwierig zu bearbeiten waren, wie beispielsweise glasfaserverstärkte Kunststoffe, Titan oder Titanlegierungen.

Die drei Fertigungswege

In Abhängigkeit vom Standort der Einzelkomponenten des CAD/CAM-Systems unterscheidet man in der Zahnmedizin zwischen drei unterschiedlichen Fertigungskonzepten^1,3,7,8,11.

1. Chairside-Herstellung
2. Labside-Herstellung
3. zentrale Herstellung im Fertigungszentrum.

Chairside-Herstellung

Bei dieser Variante der Erstellung von zahntechnischen Restaurationen befinden sich alle Komponenten des CAD/CAM-Systems in der zahnärztlichen Praxis. Die Herstellung des Zahnersatzes kann somit am Behandlungsstuhl ohne zahntechnisches Labor erfolgen. Das Digitalisierungsinstrument ist in diesem Fall eine intraorale Kamera, die in den meisten klinischen Situationen eine konventionelle Abformung ersetzt. Dies spart Zeit und ermöglicht es, dem Patienten in einer Behandlungssitzung eine indirekt hergestellte Restauration einzugliedern.

Labside-Herstellung

Die Labside-Fertigung baut auf dem herkömmlichen Behandlungsablauf bei der Herstellung von Zahnersatz zwischen dem Zahnarzt und dem zahntechnischen Labor auf. Der Zahnarzt versendet die Abformung ins Labor, in dem zunächst ein Gips-Positivmodell erstellt wird. Auch die weitere CAD/-CAM-Arbeitskette findet komplett im Labor statt. Mithilfe eines Scanners werden anhand der Gipsmodelle dreidimensionale Daten erzeugt, welche anschließend durch eine zahntechnische Konstruktionssoftware weiterbearbeitet werden. Basierend auf den auf diese Weise erzeugten Datensätzen wird anschließend auf speziellen Fräsmaschinen, die sich ebenfalls im zahntechnischen Labor befinden, die Realgeometrie hergestellt.

Zentrale Fertigung

Die dritte Möglichkeit zur computergestützten Fertigung von Zahnersatz ist die zentrale Fertigung in Fräszentren. Hier gibt es die Möglichkeit, dass „Satellitenscanner“ in den zahntechnischen Labors über Internet mit einem Fertigungszentrum verbunden sind. Die im zahntechnischen Labor konstruierten Datensätze werden an das Fertigungszentrum geschickt, das daraus die entsprechende Restauration mit CAD/CAM-Maschinen herstellt. Durch den Einsatz der digitalen Abformung können diese Daten nun auch direkt aus der zahnärztlichen Praxis in das Fertigungszentrum geschickt werden, wobei das zahntechnische Labor bei den bisher am Markt angebotenen Varianten stets ein fest integrierter Bestandteil des „digital workflow“ ist.

CAD/CAM-Materialien

Die Materialgruppen, welche für die Bearbeitung durch CAD/CAM-Maschinen geeignet sind, hängen insbesondere vom jeweiligen Fertigungssystem ab. Einige Fräsmaschinen sind speziell auf die Fertigung von ZrO₂-Gerüsten ausgelegt, andere Maschinen hingegen decken die komplette Materialpalette von Metallen über Kunststoffe bis hin zu Glaskeramiken und oxidischen Hochleistungskeramiken ab. Die folgenden Materialgruppen sind standardmäßig auf dentalen CAD/CAM-Maschinen bearbeitbar:

• Metalle
• Kunststoffe
• fräsbare Wachse
• Glaskeramiken
• Infiltrationskeramiken
• oxidische Hochleistungskeramiken

Metalle

Derzeit werden Titan, Titanlegierungen und CoCr-Legierungen mit dentalen Fräsmaschinen bearbeitet. Das Fräsen von Edelmetalllegierungen hat sich aufgrund des großen Materialabtrages und der hohen Materialkosten als wirtschaftlich uninteressant erwiesen. Deshalb werden diese entweder additiv im Lasersinterverfahren (BEGO Medical, Bremen) verarbeitet oder aber durch die neuartigen Möglichkeiten des CAD-CAST-Verfahrens (ebenfalls aus dem Hause BEGO Medical). Hierbei werden auf der Basis der vom Zahntechniker generierten CAD-Konstruktionen im Fertigungszentrum Kunststoffrestaurationen hergestellt, die anschließend im industriellen Vakuum-Druckguss-Verfahren in der Lost-Wax-Technik vergossen werden. Es stehen dafür derzeit acht verschiedene Edelmetalllegierungen sowie die NE-Legierung Wiron^® 99 zur Verfügung.

Beispiele für CoCr-Legierungen:

• coron (Straumann CADCAM GmbH, Freiburg): CoCr-Legierung
• ZENO NP Disc (Wieland Dental, Pforzheim): CoCr-Legierung (Abb.1)
• Everest CAM select (KaVo, Biberach): CoCr-Legierung
• Organic Okta C (R + K CAD/CAM Technologie GmbH & Co. KG; Berlin): CoCr-Legierung

  Bilder

       

Beispiele Titan und Titan-Legierungen:

• Everest Bio T-Blank (KaVo, Biberach): Reintitan (Abb. 2)
• ZENO Ti Disc und ZENO Tipur Disc (Wieland Dental, Pforzheim): Titanlegierung und Reintitan
• ticon (Straumann CADCAM GmbH, Freiburg): Reintitan

Beispiele für Metalle im Lasersinterverfahren (Abb. 3 u. 4):

• Wirobond^® C+ (Bego Medical, Bremen)
• Bio PontoStar^® ++ (Bego Medical,
  Bremen)

Beispiele für Metalle im CADCAST-Verfahren:

• Bio PontoStar^® ++ (Bego Medical,
  Bremen)
• Bio PontoStar^® XL (Bego Medical,
  Bremen)
• BEGO Star^® (Bego Medical, Bremen)
  etc.

Kunststoffe

Kunststoffe können zum einen für das Fräsen von Lost-Wax-Gerüsten für die Gusstechnik verwendet werden, zum anderen gibt es auch die Möglichkeit, Kunststoffe direkt als Kronen- und Brückengerüste für Langzeitprovisorien oder für die vollanatomische Gestaltung von Langzeitprovisorien anzuwenden^1,10. Die Firma Merz Dental bietet mit der artegral imCrown einen präfabrizierten Kunststoffzahnblock (Halbzeug) an, der bereits eine Dentin-Schneide-Schichtung aufweist. Die Außenkontur des Rohlings entspricht bereits einer anatomisch fertigen Frontzahnkrone, während aus dem inneren Volumen des Blocks die Form des Zahnstumpfes herausgeschliffen wird. Beispiele für die Weiterverarbeitung im Gießverfahren:

• CAD-Waxx (VITA Zahnfabrik, Bad Säckingen): Füllstofffreies Acrylpolymer anstelle von Modellierwachs
• IPS AcylCAD (Ivoclar Vivadent AG, Schaan): Rückstandfrei ausbrennbarer Kunststoff für die Lost-Wax-Technik (Abb. 5)
• Cercon base cast (DeguDent, Hanau): Rückstandfrei ausbrennbarer Kunststoff für die Lost-Wax-Technik
• Everest C-Cast (KaVo, Biberach): Rückstandfrei verbrennbarer Kunststoff für die Lost-Wax-Technik
• ZENO Cast (Wieland Dental, Pforzheim): Rückstandfrei verbrennbarer Kunststoff für die Lost-Wax-Technik
• polycon cast (Straumann CADCAM GmbH, Freiburg): Rückstandfrei verbrennbarer Kunststoff für die Lost-Wax-Technik

Beispiele für vollanatomische LZP-Anwendung:

• CAD-Temp Block (VITA Zahnfabrik, Bad Säckingen): faserfreies, homogenes, hochmolekulares und vernetztes Acrylpolymer mit Microfüllstoff. Zur Herstellung von voll- und teilanatomischen Kronen- und Brückenprovisorien bis zu 2 Zwischengliedern (Abb. 6 u. 7)
• BeCe TEMP (BEGO Medical, Bremen) ist ein eingefärbter Kunststoff auf PMMA-Basis zur Herstellung temporärer präprothetischer Kronen- und Brückenversorgungen im CAD/CAM-Verfahren. BeCe Temp ist in den 2 eingefärbten Varianten K1 und K2 erhältlich.
• Telio CAD-Block (Ivoclar Vivadent, Schaan, FL): monochromer, zahnfarbener Block für vollanatomische Kronen- und Brückenprovisorien
• artBloc Temp (Merz Dental, Lütjenburg): monochromer, zahnfarbener Block aus hochvernetztem, interpenetriertem PMMA (OMP-Netzwerk = Organic Modified Polymer Network)
• ZENO Profix – Disc A3/B1 (Wieland Dental, Pforzheim): PMMA-Material zur direkten Herstellung von Kronen und Brücken (bis zu 2 Zwischenglieder) als Langzeitprovisorien
• polycon^TM ae (Straumann CADCAM GmbH, Freiburg): PMMA-Material zur direkten Herstellung von Kronenund Brücken (bis zu 2 Zwischenglieder) als Langzeitprovisorien
• Organic PMMA (R + K CAD/CAM Technologie GmbH & Co. KG; Berlin)

  Bilder

           

Beispiel für glasfaserverstärkte LZP-Gerüste:

• Everest C-Temp (KaVo, Biberach): Glasfaserverstärktes Hochleistungspolymer für Kronen- und Brückengerüste im Langzeitprovisorien-Bereich, die vom Techniker manuell verblendet werden (Abb. 8-10 ).

Beispiel für Kunststoffhalbzeugkronen:

• artegral imCrown (Merz Dental, Lütjenburg) (Abb. 11 u. 12)

Lesen Sie weiter:
Werkstoffe für die CAD/CAM-Bearbeitung – Teil 2

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