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Abb. 2: Umsetzung des Wax-up in eine DVT-Schiene mit röntgenopakem Kunststoff. Die Bohrungen dienen als Orientierungshilfe für die spätere computergestützte Implantatplanung
© Rudolph (5)

Abb. 1: Wax-up des Oberkiefers

Abb. 5: Eingegliederte definitive Oberkieferrestaurationen. Die Unterkieferversorgung erfolgt nach dem Prinzip der verkürzten Zahnreihe

Abb. 6: Zustand nach beidseitigem Sinus-Lift und Freilegung der Implantate in Ober- und Unterkiefer

Abb. 4: Eingegliederte Langzeitprovisorien auf den Zähnen 17,12, 11, 21 und 27 im Oberkiefer und 34, 43, 44 im Unterkiefer

 
Zahnheilkunde 27. November 2014

3D-Planung komplexer Implantatfälle

Welche Grenzen und Möglichkeiten gibt es bei der computergestützten Implantologie?

Mit 3D-Schnittbildverfahren ist die räumliche Darstellung der anatomischen Strukturen ohne Dimensionsverlust detailgetreu möglich. Computergestützte Implantatplanung und navigationsgestützte Implantologie erfordern 3D-Verfahren, in der Regel ein DVT.

Die Ziele, die mithilfe der computergestützten Implantologie, der „computer-aided implantology“ (CAI) erreicht werden sollen, decken sich in hohem Maß mit den Erwartungen, die auch in anderen Bereichen des computergestützten Arbeitens an den Einsatz dieser Technologien gestellt werden:

• größere Präzision,

• größere Sicherheit und

• Zeitersparnis.

In der Implantologie sind darüber hinaus auch die Möglichkeiten des minimal-invasiven Arbeitens und der Vorabherstellung der Restauration von Bedeutung. Dabei stellt wie stets in der Zahnheilkunde die sorgfältige und genaue Diagnose einen Hauptfaktor des Behandlungserfolgs dar.

Die digitale 3D-Datenerfassung, die Pforte zur virtuellen Welt, ist für die CAI ebenso unerlässlich, wie für die CAD/CAM-Technologien. Während Letztere intra- oder extraoral gewonnene Oberflächendigitalisierdaten benötigen, erfordert die CAI zusätzlich röntgenologische 3D-Schnittbildverfahren. Mit der dentalen Volumentomographie (DVT; engl. „cone-beam computer-tomography“, CBCT) können alle notwendigen radiologischen Fragestellungen vor einer Implantation beantwortet werden.

Vergleich mit 2D-Röntgendiagnostik

Bei geplanter Implantatinsertion ist die Beurteilung der knöchernen Strukturen und der vorhandenen Zähne erforderlich. In einem stufenweisen Vorgehen kommen zunächst 2D-Röntgenverfahren zum Einsatz. Für die Basisuntersuchung liefert zum Beispiel eine Panoramaschichtaufnahme eine Übersichtsdarstellung der Organe und funktionellen Einheiten. Mit einer befundbezogenen Untersuchung kann dann die gezielte Abklärung des Anfangsbefunds erfolgen.

Für „weitergehende röntgenologische Techniken“ wie DVT ist der zusätzliche Erwerb der Sachkunde (Erlernen der rechtfertigenden Indikation, der technischen Durchführung und der Befundung von Röntgenuntersuchungen unter besonderer Beachtung des Strahlenschutzes) erforderlich. Die DVT-Fachkunde kann nach einer ausreichenden Zahl dokumentierter Untersuchungen (25 Stück, Zeitraum mindestens 3 Monate) und zusätzlicher theoretischer Ausbildung erlangt werden. Für weiterführende Untersuchungen sind Überweisungen erforderlich, da es sich zum Beispiel bei der Computertomographie (CT) um eine Untersuchung außerhalb der zahnmedizinischen Fachkunde handelt.

Gemäß der entsprechenden Leitlinie der Deutschen Gesellschaft für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde (DGZMK) genügt für implantologische Fragestellungen in den meisten Fällen ein 2D-Röntgenverfahren unter Verwendung von Referenzkörpern. Entscheidend ist die Möglichkeit der ausreichenden radiologischen Diagnostik des Knochenangebots im Implantatbett und der angrenzenden anatomischen Strukturen wie Wurzeln der Nachbarzähne (sofern vorhanden), N. alveolaris inferior, Foramen mentale, Kiefer- und Nasenhöhle.

2D-Projektionen der dreidimensionalen anatomischen Verhältnisse weisen folgende typische Limitationen auf:

• Dimensionsänderung (meist Vergrößerung),

• Verzerrung,

• Überlagerung und Artefakte.

Vor allem die linguale Anatomie wird nicht hinreichend dargestellt. Während Vergrößerungsfehler durch geometrische Verzerrung in DVT nicht auftreten, führt die Art des Mess- und Rekonstruktionsvorgangs zu unvermeidlichen Rekonstruktionsproblemen wie Auslöschungs- und Aufhärtungsartefakten, bedingt durch hochdichte Strukturen in Strahlengangrichtung (z.B. metallische Restaurationen).

Strahlenexposition

Die Strahlenbelastung der Patienten durch die Röntgendiagnostik wird als effektive Dosis in Mikrosievert (µSv) angegeben. In Abhängigkeit vom verwendeten Gerät und des eingestellten Aufnahmebereichs, des „field of view“ (FOV), das dem „As-low-as-reasonably-achievable“(ALARA)-Prinzip folgend immer so klein wie möglich und so groß wie nötig sein sollte, beträgt die effektive Dosis von in Deutschland zugelassenen DVT-Geräten zwischen 11 und 674µSv. Zum Vergleich: Ein Intraoralaufnahmestatus führt zu einer effektiven Dosis von 34,9 bis 388µSv; eine digitale Panoramaschichtaufnahme hat eine Dosis zwischen 2,7 und 24,5µSv, und eine CT verursacht 180 bis 2100µSv. Zusätzlich zum eingestellten Aufnahmevolumen (FOV) steigt die Höhe der Strahlenbelastung mit der Reduktion der Schichtstärke und damit der höheren Auflösung an. Sie beträgt bei aktuell zugelassenen DVT-Geräten in der Regel zwischen 0,1 und 0,4mm. Eine gute Übersicht über verfügbare DVT-Geräte findet sich unter http://www.3d-roentgen.ch/DVT-Vergleich.htm (Stand August 2013).

Indikationen

Aus den diagnostischen und Strahlenschutzüberlegungen heraus ergeben sich folgende mögliche Indikationen für die präimplantologische 3D-Röntgendiagnostik:

• deutliche anatomische Abweichungen (z. B. reduziertes transversales Knochenangebot, unter sich gehende Alveolarfortsatzbereiche, extreme Atrophie im Unterkieferseitenzahnbereich, Kieferhöhlensepten),

• zweifelhafter Erfolg nach Augmentation,

• unsichere Darstellung anatomisch wichtiger Nachbarstrukturen in der 2D-Diagnostik,

• in konventioneller Diagnostik aufgefallene pathologische Veränderungen mit weitergehendem Klärungsbedarf,

• Vorerkrankungen oder Voroperationen der Kieferhöhle,

• Komplikationen nach Implantation oder Augmentation.

Für spezielle chirurgische und/oder prothetische Therapiekonzepte wie Sofortversorgung, navigationsgestützte Implantologie oder komplexe interdisziplinäre Behandlungen und die computergestützte Planung von Implantaten auf der Basis von 3D-Röntgenverfahren wird in der Regel die Anfertigung eines DVT empfohlen.

Limitationen

Durch die bereits erwähnten Aufhärtungsartefakte ist die Beurteilung der unmittelbaren periimplantären Umgebung in DVT und CT nur eingeschränkt möglich. Auch der geringe Weichgewebskontrast bzw. die nur indirekt über die röntgensichtbaren Prothesen oder Schienen ermittelbare Weichgewebskontur sind zu berücksichtigen.

Aspekte der Ersteinschätzung

Eng an den Behandlungserfolg sind stets die Berücksichtigung des Behandlungswunsches des Patienten und damit die Frage, ob unter diesem Aspekt anderweitige Versorgungen möglich wären, geknüpft.

Bestehen seitens des Patienten allgemeine Bedenken gegenüber einem operativen Eingriff, dürfen diese keinesfalls übergangen werden. Absolute und relative Kontraindikationen (Grunderkrankungen, Medikation, „habits“) ergeben sich im Rahmen der Anamnese. In der Zusammenschau muss eine Nutzen-Risiko-Abschätzung erfolgen, die folgende Fragen berücksichtigt:

• Welche lokalen Voraussetzungen bestehen in dem prospektiven Implantationsgebiet, und mit welchem Aufwand wäre eine Implantation voraussichtlich durchführbar?

• Scheint der Patient zur konsequenten Pflege nach erfolgter Implantation motivierbar und mittelfristig körperlich fähig?

• Wie gestaltet sich die Erweiterbarkeit der geplanten Versorgung, und welche Möglichkeit der Folgeversorgung besteht?

• Welche Therapieoption offeriert vorhersagbare Ergebnisse?

Im Rahmen der prothetisch-orientierten computergestützten Implantatplanung kommt der Auswahl der Restaurationsart bereits in diesem frühen Therapiestadium besondere Bedeutung zu. Um den relativen Verlust von Hart- und Weichgewebe abschätzen zu können, sollte eine Prothese oder ein Wax-up (Abb. 1) angefertigt werden, mit dem die korrekte Zahnposition, die Randausdehnung und die Relation zwischen den Zahn- bzw. Kieferbogen erfasst werden können.

Praktisches Vorgehen

Sofern eine 2D-Planung ausreichend ist, kann die Planungsschablone später auch als chirurgische Führungsschablone verwendet werden. Für die 3D-Planung müssen zunächst röntgenopake Prothesen hergestellt oder die Wachsaufstellung bzw. das Wax-up in eine Schiene mit Hülsen oder Bohrungen als Planungshilfe umgesetzt werden (siehe Abb. 2).

Die Hülsen oder Bohrungen im Bereich der fehlenden Zähne geben bei der späteren virtuellen Implantatplatzierung eine räumliche Orientierungshilfe.

Die Röntgenopazität der Prothesen oder Schienen wird durch die Verwendung von bariumhaltigen Acrylaten oder durch Beimengung von 30%igem Bariumsulfat zu zahnfarbenem, kalthärtendem Kunststoff erzielt. Alternativ können auch vorhandene Prothesen mit einem Bariumlack oder -puder bedeckt werden (ältere Technik). In der späteren Röntgenaufnahme liefern die Prothesen aus bariumhaltigem Kunststoff zusätzliche Informationen über die Weichgewebskontur. Die DVT-Aufnahme erfolgt mit der eingegliederten Schablone. An der Schablone befinden sich zumeist systemspezifische , die die spätere 3D-Zuordnung der Daten im Rahmen der Planung ermöglichen. Mit entsprechender Planungs-Software kann dann die zunächst virtuelle Implantat- und Abutment-Positionierung festgelegt werden. Dabei kann gemäß dem jeweiligen lokalen Knochenangebot die Implantatpositionierung anguliert erfolgen und der Winkel durch die Wahl eines entsprechenden Abutment für die prothetische Versorgung ausgeglichen werden. So kann Augmentationsbedarf vermieden oder zumindest reduziert werden, was wiederum das der Behandlung immanente Komplikationsrisiko senk. Die Vernetzung der einzelnen Schritte miteinander ist schematisch in Abb. 3 dargestellt.

Systemvielfalt

Weltweit gibt es inzwischen eine Vielzahl von Software-Systemen für die virtuelle Implantatplanung.. Während die Schablonen für die DVT-Aufnahmen in der Regel konventionell zahntechnisch unter Zuhilfenahme spezieller Positionierungs- und Ausrichtungstische hergestellt werden, gibt es neben der Weiterverwendung der Röntgenschablone oder der labortechnischen Herstellung bei einigen Systemen auch die Möglichkeit der stereolithographischen oder gefrästen Herstellung von Operations- oder Bohrschablonen. Die Operationsschablone sorgt so für eine genaue und zielgerichtete Implantatinsertion entsprechend der prothetischen Planung. In verschiedenen Studien werden durchaus erhebliche Abweichungen zwischen der geplanten und klinisch erzielten Implantatposition beschrieben. Im Vergleich zu Freihand gesetzten Implantaten sind die Abweichungen jedoch signifikant geringer. Die Gründe für derartige Abweichungen sind vielfältig und können in jedem einzelnen Schritt der Prozesskette auftreten.

Falls eine Abstützung auf der Restbezahnung nicht möglich ist (bei zahnlosen Kiefern), kann eine knochengestützte Schiene verwendet werden, deren Einsatz jedoch eine Lappenbildung erfordert, was dem Konzept der minimal-invasiven Vorgehensweise entgegenläuft.

Eine Skeletierung der Bohrschablone verbessert zwar den intraoperativen Überblick, dafür steigt jedoch die Verrutschgefahr. Welcher Art der Abstützung der Vorzug zu geben ist, ist Gegenstand aktueller Diskussionen. Die Passgenauigkeit der Schienen ist unter anderem von der Schichtstärke des CT-/DVT-Datensatzes und dem verwendeten Gerät abhängig.

In Situationen, in denen bereits ein DVT ohne Schiene angefertigt wurde, kann die geplante prothetische Versorgung dennoch in die Implantatplanung einbezogen werden, wenn die Digitalisierdaten beispielsweise des Wax-up und die Situationsmodelldaten mit einem geeigneten Digitalisiergerät erfasst werden. Dazu muss die Planungs-Software die Möglichkeit bieten, Daten zu „matchen“, also die Modell- und Prothetikdaten mit den DVT-Daten korrekt dreidimensional zu überlagern.

Provisorische Versorgung

Einer der Vorteile der computergestützten Implantatplanung liegt in der Möglichkeit, entweder eine provisorische Versorgung (Abb. 4) oder auch die definitive Restauration zum Termin der Implantatfreilegung vorliegen zu haben (Abb.5 und Abb. 6). Die Operationsschablone kann auch für die minimal-invasive Freilegung mithilfe einer Stanze oder eines Minilappens eingesetzt werden.

Ein großer Vorteil des Stanzens ist die schnelle und einfache Vorgehensweise, die durch die Operationsschablone positionsgetreu stattfinden kann. Die Schablone erlaubt ebenso, eine situationsangepasste optimierte Schnittführung für ein periimplantäres Weichgewebs-Management im Rahmen der Freilegung durchzuführen.

Vor- und Nachteile des Stanzens

Nachteil des Stanzens ist der Verlust des ausgestanzten Weichgewebes, dessen Auswirkungen auf das ästhetische und funktionelle Ergebnis zu berücksichtigen sind. Diese Technik erfordert daher eine breite befestigte Mukosa. Auch lässt sich das Durchtrittsprofil nicht ohne Mehraufwand individualisieren. Nach eigener Erfahrung erfordern Situationen mit einer dünnen Weichgewebsdecke, zum Beispiel infolge vorausgegangener Augmentationsverfahren, die ästhetisch anspruchsvoll sind, komplexere Freilegungstechniken mit zusätzlicher Weichgewebschirurgie.

Bei indirekter Fertigung kann eine konventionelle Abformung mit der offenen oder geschlossenen Löffeltechnik und Präzisionsabformmaterial sowie nachfolgender Gipsmodellerstellung und extraoraler Digitalisierung erfolgen. Alternativ können im Rahmen der berührungslos-optischen Digitalisierung „scan bodies“ oder „scan abutments“ (digitalisierbare, Abutment-artige Einsätze) die klinisch erzielte Implantatposition übertragen. Intraoperativ sind intraorale Digitalisiergeräte, die für die Mustererkennung oder Mattierung Puder erfordern, problematisch im Hinblick auf die mögliche Kontamination des Operationsgebiets mit Puderpartikeln.

Die Digitalisierdaten können sowohl für das Design und die Fertigung individueller Abutments als auch für die Herstellung von CAD/CAM-gefertigten Restaurationen verwendet werden. Für das periimplantäre Weichgewebs-Management und ein angestrebtes hochästhetisches Ergebnis bieten die individuell und virtuell designten Abutments gute Möglichkeiten.

Mögliche Probleme der Implantatabformung

Implantaten fehlt eine Eigenbeweglichkeit zum Ausgleich von Ungenauigkeiten bei der Herstellung von Restaurationen, daher ist stets ein „passive fit“, die spannungsfreie Passung, anzustreben und gegebenenfalls in einem weiteren Arbeitsschritt herzustellen. Die Auswirkungen von Misspassungen auf eine in der Folge auftretende Periimplantitis sind unklar, aber zu vermuten. Schwierigkeiten sind vor allem bei erhöhten Stauchungen und plastischen Verformungen des konventionellen Präzisionsabformmaterials im Rahmen der Entnahme als Folge divergenter Implantatachsen zu erwarten.

Korrespondenz:

Dr. Heike Rudolph

Department für Zahnheilkunde

Klinik für Zahnärztliche Prothetik

Universitätsklinikum Ulm

E-Mail:

Der Originalartikel inklusive Literatur ist erschienen in Der junge Zahnarzt 4/ 2014

© Springer Verlag

www.springerzahnmedizin.de

Schrittweises Vorgehen

Fazit für die Praxis

Bei allen Vorteilen darf der Kostenaspekt für die Patienten nicht aus dem Auge verloren werden, da der erhöhte technische, radiologische sowie Planungs- und Konstruktionsaufwand entsprechend erhöhte Behandlungskosten nach sich zieht. Die Komplexität der Techniken und Materialien erfordert zum ein umfangreiches Training des Behandlers und liefert trotz allem keine absolute Sicherheit: Jeder einzelne Schritt muss stets klinisch plausibilisiert werden, ohne ein Übermaß an Technikgläubigkeit zuzulassen. Dann aber sind die Vorteile in Bezug auf möglichst minimierte Invasivität, gesteigerten Patientenkomfort und vor allem die Planungs- sowie Erfolgssicherheit gerade bei komplexen Behandlungsfällen groß.

Heike Rudolph und Ralph Luthardt, Zahnarzt 12/2014

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