CAD/CAM


CAD/CAM-gefertigte Lingualretainer aus Nitinol

Makroaufnahme eines Memotain® nach Elektropolitur.

Benötigen wir computergefertigte Lingualretainer? Wo sind die Vorteile gegenüber der herkömmlichen Technik und bewähren sich diese in der Praxis? Im folgenden Artikel werden diese Fragen beantwortet und ein Überblick über die Vorteile der innovativen Technik gegeben.

Neben dem Nutzen von Lingualretainern, der Verhütung von unerwünschten Zahnbewegungen, kann der Einsatz dieser Werkstücke auch Nachteile mit sich bringen. Zahnärzte und Dentalhygieniker beobachten, dass Lingualretainer die Mundhygienefähigkeit beeinträchtigen. Weitere Komplikationen, wie eingeschränkter Patientenkomfort, defekte Klebestellen und Retainerbrüche, können möglich sein. Diese Szenarien zwingen den Patienten evtl. zu einem erneuten Besuch beim Kieferorthopäden, um defekte Klebestellen zu reparieren oder eine Neuanfertigung des Lingualretainers durchführen zu lassen. Als Goldstandard unter den Lingualretainern gilt immer noch der sogenannte „6 Punkt Twistflex-Retainer“ (Abb. 1a). Es handelt sich um einen handgebogenen, mehrfach verseilten Stahldraht, der an den vier Frontzähnen und den Eckzähnen verklebt wird. Da sich diese Technik seit über 40 Jahren nicht verändert hat, stellen sich die Fragen, ob diese Art der Versorgung im Jahr 2015 noch zeitgemäß ist und ob diese Lingualretainer den in der Zahnheilkunde heute gültigen Präzisionsansprüchen gerecht werden.

  • Abb. 1a: Patient A: herkömmlicher Lingualretainer – handgebogen und aus Stahl (Twistflex).
  • Abb. 1b: Patient A: neuversorgt mit Memotain®
  • Abb. 1a: Patient A: herkömmlicher Lingualretainer – handgebogen und aus Stahl (Twistflex).
  • Abb. 1b: Patient A: neuversorgt mit Memotain®

  • Abb. 2: Durch den Einsatz von CAD/CAM-Technologie ist auch bei eingeschränkten Platzverhältnissen im Oberkiefer das Kleben eines Lingualretainers möglich.
  • Abb. 2: Durch den Einsatz von CAD/CAM-Technologie ist auch bei eingeschränkten Platzverhältnissen im Oberkiefer das Kleben eines Lingualretainers möglich.

Positionierungsgenauigkeit

Das Kleben von Lingualretainern im Oberkiefer bedarf besonderer Aufmerksamkeit, da es sich vom Prozedere im Unterkiefer unterscheidet. Eingeschränkte Platzverhältnisse Im Gegensatz zum Unterkiefer müssen im Oberkiefer die okklusalen Verhältnisse penibel berücksichtigt werden. Aufgrund der oftmals eingeschränkten Platzverhältnisse ist die Platzierung des Lingualretainers inklusive Klebestelle erschwert (Abb. 2). Vorkontakte auf dem Lingualretainer oder der Klebestelle sind unbedingt zu vermeiden. Bei der Herstellung und Insertion eines handgebogenen Retainers im Oberkiefer bestehen verschiedene Fehlerquellen:

  • keine exakt definierte vertikale Position des Werkstücks
  • fehlende Übertragungssicherheit vom Modell auf die klinische Situation

Folglich kann man sich beim Kleben nicht sicher sein, ob die gewählte vertikale Position Vorkontakte zur Folge haben wird.

Die Morphologie der OK-Inzisivi ist deutlich komplexer als im Unterkiefer. Zum einen sind die Palatinalflächen der OKFrontzähne bauchiger und ausladender, zum anderen weisen diese Zähne häufig individuelle Besonderheiten auf und können ausgeprägte Randleisten besitzen.

CAD/CAM-Lingualretainer können im Stadium des digitalen Entwurfs hochpräzise positioniert werden. Das 3D-Modeling- Programm ermöglicht eine exakte Platzierung und macht zusätzlich die Vermessung des Abstandes zwischen Lingualretainer und Gegenbezahnung bzw. zwischen Lingualretainer und Gingiva möglich. Ziel der im März im publizierten Studie [1] war, zu untersuchen, inwieweit das computerunterstützte Positionierungs- und Herstellverfahren eine exakte Übertragung der im Herstellungsprozess errechneten Position des Lingualretainers auf die intraorale Situation am Patienten gewährleistet.

Mittels eines innovativen CAD/CAM-Verfahrens (Abb. 3) wurden individuelle Lingualretainer (Fa. CA-Digital) hergestellt und intraoral unter Verwendung des vom Hersteller empfohlenen Übertragungssystems eingesetzt (Abb. 4). Anschließend wurden Abdrücke der intraoralen Situation nach Retainerinsertion genommen, digitalisiert und mit der geplanten Position durch Überlagerung mit den Datensätzen des Herstellers verglichen (Abb. 5). Unter Verwendung der Software Geomagic Qualify 2012® wurden insgesamt 80 approximale Messstellen an insgesamt 16 Retainern hinsichtlich ihrer Positionsabweichung in Relation zu der geplanten Situation in X-, Y- und Z-Achse untersucht. Die Daten zeigen eine deutliche Korrelation der vom Hersteller digital geplanten Retainerposition mit der tatsächlichen Position nach Einsetzen des Werkstücks. Abweichungen gegenüber der dreidimensional geplanten Klebeposition waren signifikant geringer als 0,5 mm. Die größten Abweichungen konnten in der ZAchse (vertikale Position) festgestellt werden, wohingegen Positionsveränderungen im Bereich der X- und Y-Achse sehr gering waren (Abb. 6).

  • Abb. 3: Beispiel eines digitalen Entwurfs eines Retainers aus der Studie zur Positionierungsgenauigkeit – Patient B.
  • Abb. 4: Beispiel eines geklebten Retainers aus der Studie zur Postitionierungsgenauigkeit – Patient B.
  • Abb. 3: Beispiel eines digitalen Entwurfs eines Retainers aus der Studie zur Positionierungsgenauigkeit – Patient B.
  • Abb. 4: Beispiel eines geklebten Retainers aus der Studie zur Postitionierungsgenauigkeit – Patient B.

  • Abb. 5: Beispiel für Überlagerung des digitalen Entwurfs und der klinischen Situation mit inseriertem Memotain® aus Studie zur Positionierungsgenauigkeit – Patient B.
  • Abb. 6: Studienergebnisse zur Positionierungsgenauigkeit im Boxplot dargestellt. X-Achse: transversale Dimension, Y-Achse: sagittale Dimension, Z-Achse: vertikale Dimension. Die Zahlen geben die Ausreißer an.
  • Abb. 5: Beispiel für Überlagerung des digitalen Entwurfs und der klinischen Situation mit inseriertem Memotain® aus Studie zur Positionierungsgenauigkeit – Patient B.
  • Abb. 6: Studienergebnisse zur Positionierungsgenauigkeit im Boxplot dargestellt. X-Achse: transversale Dimension, Y-Achse: sagittale Dimension, Z-Achse: vertikale Dimension. Die Zahlen geben die Ausreißer an.

Schlussfolgernd kann festgestellt werden, dass die dreidimensionale Positionierung von CAD/CAM-gefertigten Lingualretainern in Hinblick auf die Übertragung auf den Patienten hochpräzise erscheint und eine gut planbare Insertion von permanenten Retainern auch in anatomisch anspruchsvollen Bereichen bzw. bei eingeschränkten Platzverhältnissen ermöglicht (Abb. 2).

Herstellungsprozess

Der Herstellungsprozess lässt sich nach der digitalen Erfassung der intraoralen Situation in 4 Schritten zusammenfassen:

1. Digitales Design: Der Entwurf des Werkstücks erfolgt in einem speziellen 3D-Modeling Programm. Hier erreicht man ein Maximum an Präzision (Abb. 7).

2. Laserschnitt: Der Lingualretainer wird computerunterstützt aus einem Nitinolrohling mittels Lasertechnik herausgeschnitten (Abb. 8). Der Lingualretainer wird folglich nicht gebogen bzw. plastisch deformiert. Ein Knick in einem Draht geht immer mit einer Veränderung des Metallgitters einher und wirkt als Sollbruchstelle. Dies sollte unbedingt vermieden werden.

3. Elektropolitur: Zur Vergütung des Retainers und zur Verrundung der Kanten schließt sich eine Elektropolitur an (Abb. 9). Es handelt sich um ein Verfahren, das in der Stenttechnologie verwendet wird. Entsprechend einem umgekehrten Galvanoelement wird die äußere Schicht des Werkstücks schrittweise abgetragen und es verbleibt eine glatte, keimabweisende Oberfläche.

  • Abb. 7: Screenshot vom digitalen Entwurf eines Memotain®.
  • Abb. 8: Laserschnitt. Retainer wird geschnitten, nicht gebogen. Daher keine plastische Deformation, keine Beeinträchtigung des Metallgitters und keine Sollbruchstellen.
  • Abb. 7: Screenshot vom digitalen Entwurf eines Memotain®.
  • Abb. 8: Laserschnitt. Retainer wird geschnitten, nicht gebogen. Daher keine plastische Deformation, keine Beeinträchtigung des Metallgitters und keine Sollbruchstellen.

  • Abb. 9: Makroaufnahme eines Memotain® nach Elektropolitur. Die Kanten sind verrundet, der Draht bewahrt jedoch seinen Vierkantcharakter.
  • Abb. 9: Makroaufnahme eines Memotain® nach Elektropolitur. Die Kanten sind verrundet, der Draht bewahrt jedoch seinen Vierkantcharakter.

4. Transfer Jig: Die Platzierung des Retainers auf dem physischen Modell gelingt problemlos, da der Memotain® nur in einer im Computer definierten Position optimal passt. Diese Position ist aufgrund des Schlüssel-Schloss-Prinzips leicht zu identifizieren. Anschließend wird eine Übertragungshilfe aus Silikon erstellt, um die exakte Insertion am Patienten zu erleichtern und mögliche Fehlerquellen zu minimieren (Abb. 10–14).

  • Abb. 10: Memotain® auf Gipsmodell.
  • Abb. 11: Memotain® mit Transfer Jig aus Silikon auf Gipsmodell.
  • Abb. 10: Memotain® auf Gipsmodell.
  • Abb. 11: Memotain® mit Transfer Jig aus Silikon auf Gipsmodell.

  • Abb. 12: Memotain® mit Transfer Jig im Mund des Patienten.
  • Abb. 13: Memotain® ohne Transfer Jig im Mund des Patienten, 100 % passiv anliegend. Der Zahn 23 ist bereits geklebt.
  • Abb. 12: Memotain® mit Transfer Jig im Mund des Patienten.
  • Abb. 13: Memotain® ohne Transfer Jig im Mund des Patienten, 100 % passiv anliegend. Der Zahn 23 ist bereits geklebt.

  • Abb. 14: Memotain® fertig eingesetzt.
  • Abb. 14: Memotain® fertig eingesetzt.

Klebeempfehlung für die adhäsive Insertion von Lingualretainern

Die Publikationen von Schneider und Ruf (2010) sowie Scheibe und Ruf (2011) beschäftigten sich mit der Fragestellung, welche Faktoren die Langlebigkeit von Lingualretainern beeinflussen [2]. Ein Ergebnis der Studie war, dass der Faktor „Behandler“ entscheidend zu sein scheint. Diese Technik- und Behandlersensibilität bestätigen auch unsere klinischen Erfahrungen. Sorgfältiges Arbeiten und das Einhalten des Klebeprotokolls scheinen eine wichtige Voraussetzung für den langfristigen Erfolg von Lingualretainern zu sein. Im Folgenden einige praktische Tipps:

  • Insbesondere im Oberkiefer ist es wichtig, dass man sich vor dem Kleben des Retainers nochmals den verfügbaren Platz vor Augen führt. Hier ist ein Screenshot in Schlussbisslage oder eine sorgfältige Modellinspektion in Schlussbisslage hilfreich.
  • Lingualflächen gründlich mit Ultraschall/Polierbürste/ Gummikelch reinigen
  • Lingualflächen sandstrahlen! Dieser Schritt schafft laut Literatur eine statistisch signifikant verbesserte Haftung von Komposit an Schmelz [3].
  • Optimale Trockenlegung! Obligatorisch ist eine Parotisrolle sublingual, Parotiskissen vestibulär der OK 7er helfen zusätzlich. Watterollen eignen sich zum Abhalten der Lippen.
  • Man sollte den Patienten anhalten, wenn möglich nur durch die Nase zu atmen. Die hohe Luftfeuchtigkeit der Atemluft ist beim Kleben kontraproduktiv.
  • Die Klebestellen sollten so breitflächig wie möglich modelliert werden, um die Klebefläche zwischen Zahn und Kunststoff so groß wie möglich zu gestalten.
  • Das Auftragen des Ätzgels sollte mit der gleichen Sorgfalt geschehen wie die spätere Modellation des Kunststoffs. Ätzgel und Kunststoff sollten mit einer feinen Sonde sorgfältig und gezielt platziert werden. Die Spitze einer Ätzgeloder Flowkartusche eignet sich nicht. Bei der Modellation des Kunststoffs sollte darauf geachtet werden, dass der Rand der Klebestelle nach dem Aushärten nicht sondierbar ist.
  • Der Patient muss instruiert werden, den Retainer adäquat zu reinigen. Eine Demonstration, wie Superfloss an der Spitze der Papille von vestibulär nach lingual gefädelt wird, um auch Bereiche unterhalb des Retainers zu reinigen, ist obligatorisch. Des Weiteren sollte man den Patienten anweisen, seinen Retainer regelmäßig kontrollieren zu lassen.

Vorteile CAD/CAM-gefertigter Lingualretainer

  • Abb. 15: Memotain© im Oberkiefer und im Unterkiefer – 1,5 Jahre post insertionem.

  • Abb. 15: Memotain© im Oberkiefer und im Unterkiefer – 1,5 Jahre post insertionem.
Die Abbildung 15 zeigt einen Patienten, der im Ober- und Unterkiefer einen CAD/CAM-gefertigten Lingualretainer aus Nitinol (Memotain® von CA-Digital) trägt. Zu einem herkömmlichen, handgebogenen Lingualretainer aus Stahl (Abb. 1a) zeigen sich einige Unterschiede:

  • Der Memotain®-Retainer liegt den Zähnen hochpräzise an.
  • Die Klebestellen des Memotain®-Retainers konnten aufgrund der exakten Passgenauigkeit deutlich flacher und weniger auftragend gestaltet werden.
  • Der Retainer glänzt. Durch die Elektropolitur des Werkstücks ist dessen Oberfläche extrem glatt, um mikrobielle Besiedelung zu verhindern.

Neben diesen offensichtlichen Unterschieden zwischen einem herkömmlichen Twistflex-Retainer und dem CAD/CAM-gefertigen Memotain® sind als weitere Vorteile der neuen Technik zu nennen:

Passgenauigkeit: Der CAD/CAM-Retainer wird digital entworfen und computerunterstützt gefertigt. Durch das innovative CAD/CAM-Herstellungsverfahren von CA-Digital ist eine Präzision möglich, die für handgebogene Lingualretainer unerreichbar ist. Dies ist insbesondere beim Einsatz von Lingualretainern im Oberkiefer und bei atypischer Zahnform von Vorteil und ermöglicht eine flache, wenig auftragende, für den Patienten komfortable Verklebung.

Exakte Positionierung: Der CAD/CAM-Retainer wird digital in einer 3D-Modeling-Software entworfen. Dieser Produktionsweg ermöglicht eine maximal präzise Positionierung des CAD/CAM-Retainers in der individuell optimalen Position. Dies ist insbesondere bei der Versorgung von klinisch anspruchsvollen Situationen mit eingeschränkten Platzverhältnissen im Bereich der oberen Frontzähne vorteilhaft.

Einfaches Einsetzen: Memotain® weist aufgrund seiner Passgenauigkeit einen perfekten Sitz in exakt einer Position auf. Durch das mitgelieferte Übertragungskäppchen aus Silikon lässt er sich leicht im Mund des Patienten platzieren.

Werkstoff Nitinol: Nitinol zeichnet sich neben seiner hohen Biokompatibilität durch seine sehr gute Korrosionsfestigkeit aus. Aus diesem Grund wird das Material typischerweise für chirurgisches Werkzeug, Endoskope oder Implantate wie Stents eingesetzt. Durch den Einsatz des pseudoelastischen Materials Nitinol wird die physiologische Eigenbeweglichkeit der Zähne so wenig wie möglich eingeschränkt. Das für herkömmliche Lingualretainer verwendete Material Stahl weist die besondere Materialeigenschaft der Pseudoelastizität nicht auf. Es verhält sich starrer als Nitinol und verblockt die Zähne stärker, was langfristig potenziell negative Auswirkungen auf den Zahnhalteapparat haben kann.

Zahnmediziner wissen, wie wichtig der physiologische Reiz durch die natürliche Auslenkung der Zähne im Parodontalspalt für die Aufrechterhaltung des Alveolarknochens ist. Fehlt dieser wichtige natürliche Reiz durch eine zu starre Verblockung der Zähne, kann es zur Atrophie des Zahnhalteapparates kommen. Durch das Einsetzten eines Lingualretainers werden die Zähne dauerhaft in kraftübertragender Weise miteinander verbunden bzw. verblockt. Dem Interessenskonflikt, einerseits die Zähne in ihrer Position zu fixieren und unerwünschte Zahnbewegungen zu vermeiden und andererseits Zahnbewegungen, die bei physiologischer Belastung der Zähne auftreten, zu erlauben, kommt die spezielle Materialeigenschaft der Super- bzw. Pseudoelastizität von Nitinol entgegen. Darüber hinaus macht die Pseudoelastizität von Nitinol ein Verbiegen des CAD/CAM-Retainers unmöglich.

Elektropolitur: Durch das Elektropolieren wird die Oberflächenrauheit des Materials auf ein Mindestmaß reduziert. Die Oberfläche des CAD/CAM-Retainers ist keimabweisend, um Plaqueakkumulation zu vermeiden und optimale Hygienemöglichkeiten zu bieten. Außerdem wird durch die Elektropolitur die Korrosionsbeständigkeit weiter erhöht, um den CAD/CAM-Retainer so langlebig wie möglich zu gestalten.

Maximaler Komfort für den Patienten

Durch ein Maximum an Präzision liegt der CAD/CAM-Retainer den Zähnen dicht an. Daher können die Klebestellen sehr flach gestaltet werden, was sich positiv auf den Patientenkomfort auswirkt. Der zweijährige klinische Einsatz des Memotain® zeigt vielversprechende Ergebnisse. Die Komplikationsrate ist niedrig und Patienten geben an, dass im Vergleich zur handgebogenen Variante Komfort und Mundhygienefähigkeit verbessert sind (Abb. 16 u. 17).

  • Abb. 16: Mundhygieneinstruktionen werden bei Retainerpatienten im klinischen Alltag häufig vernachlässigt. Der Patient muss gingival des Retainers Superfloss benutzen können und dies demonstriert bekommen.
  • Abb. 17: Anwendung von Zahnseide gingival des Lingualretainers.
  • Abb. 16: Mundhygieneinstruktionen werden bei Retainerpatienten im klinischen Alltag häufig vernachlässigt. Der Patient muss gingival des Retainers Superfloss benutzen können und dies demonstriert bekommen.
  • Abb. 17: Anwendung von Zahnseide gingival des Lingualretainers.

Fazit

In Hinblick auf seine positiven Materialeigenschaften, die überlegene Präzision und Passgenauigkeit, den gesteigerten Komfort für den Patienten sowie das erleichterte Handling ist der CAD/CAM-gefertigte dem konventionellen Twistflex-Retainer überlegen. Insbesondere bei kritischen Platzverhältnissen, wo eine Versorgung auf konventionelle Art unmöglich wäre, ist die Planung und Insertion eines CAD/CAM-gefertigten Retainers durchführbar.

Weitere Informationen unter: www.ca-digit.com.

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Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Dr. Pascal Schumacher


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