KFO digital

Von Biege-Robotern und 3-D-Druckern

Biegeroboter

Abb. 1: Arme eines Biegeroboters biegen zum Beispiel individuelle Labialbögen und Klammern für herausnehmbare Apparaturen.

Grundlage für die digitale Kieferorthopädie sind Scansysteme (Modelscan, Intraoralscan) mit dazugehöriger Software. Auf dieser Basis stehen sowohl Diagnostik, Planung als auch Durchführung der virtuell ausgewählten Therapie – zum Beispiel indirektes digitales Kleben von Brackets oder 3-D-gefertigte herausnehmbare Aligner-Schienen [1]. Mittels Gesichtsscan, DVT und Zahnreihen-Scan werden besonders interdisziplinär komplexe kieferorthopädisch-chirurgische Therapieansätze einfacher veranschaulicht [2].

Scanner, Biegeroboter, manuelles Finish

Eine niederländische Studiengruppe stellte dieses Jahr ein fast vollständig digitales Konzept für die Herstellung einer kieferorthopädischen Plattenapparatur vor [3]: Nach dem Intraoralscan des Oberkiefers mit Puderapplikation wird mittels vielseitig verwendbarer spezieller Software (3ds Max, Autodesk, www.autodesk.de/products/3ds-max/) eine aktive Platte mit üblichen Drahtkonstruktionen gestaltet.

Der 3-D-Drucker erstellt die Kunststoffplatte aus biokompatiblem Acrylat, das den einschlägigen EN-ISO-Standards entspricht (NextDent Ortho Rigid). Die gedruckten Apparaturen dürfen daher ebenso lange in der Mundhöhle verbleiben wie analog hergestellte. In Deutschland ist dieses Material noch nicht erhältlich. Die Drahtformen aus 0,7 oder 0,8 mm starkem Draht bog eine robotergestützte Maschine (FMU 2.7, Wafios AG) bestehend aus 8 bis 24 computergesteuerten Achsen (Abb. 1). 

Um die Klammern und Federn an ihrer genauen Position in der Platte später integrieren zu können, müssen an deren Stelle zunächst Kunststoffarme in die Platte gedruckt werden. Der Zahntechniker oder die Zahntechnikerin ersetzt die Unterstützungsarme durch die roboter-gebogenen Drähte, führt diese konventionell mit der Basisplatte zusammen und arbeitet sie aus. Probanden dokumentierten einen guten Tragekomfort mit leichter Handhabung der Plattenapparatur. In dieser Studie fehlte jedoch der Vergleich zu konventionell hergestellten Apparaturen [3].

3D Kiefermodell mit Brackets

Abb. 2: Durch virtuelles Bracketkleben lassen sich festsitzende Apparaturen simulieren.

Bracket-Positionen simulieren

Mithilfe des Systems Elemetrix (OraMetrix Inc.) können Brackets zunächst am Bildschirm positioniert werden [4]. Um diese präzisen Bracket-Positionen auch im Mund des Patienten zu erzielen, wird im CAD/CAM-Verfahren ein Übertragungssplint erstellt. Dieser fenestrierte Splint ist eindeutig durch eine okklusale Abstützung einzubringen und vermindert zudem den Kunststoffüberschuss um die Brackets vor dem Lichthärten, so der Hersteller. Inwiefern sowohl die Präzision des Splints als auch das digitale Kleben einen Zeit- und Kostenvorteil verschafft, ist noch unklar.

Kieferorthopädische Software-Systeme (zum Beispiel von 3Shape, Dentaurum, Dentsply Sirona) erlauben es, Zahngrößen und -positionen exakt und komfortabel zu vermessen. Therapieziel und Behandlungsfortschritte lassen sich am Bildschirm visualisieren (Abb. 2) [5]. Zudem können dynamische Kieferbewegungen über DVT oder CAD/CAM in die Therapieplanung einfließen. Das KfO-Labor kann mit diesen Informationen beispielsweise Aligner-, Lingualsysteme und individuelle Multibracket-Apparaturen fertigen. Digitale Archivierung vereinfacht den Austausch zwischen Experten, auch für interdisziplinäre Therapieansätze [5].

Orthodontie-Scanner

Das Ergebnis einer aktuellen Studie verdeutlicht, dass Abformmaterialien aus Polyether den Zahnbogen bisher präziser wiedergeben als digitale Verfahren [6]. Zudem scannen demnach puderfreie Systeme ungenauer als solche mit Puder. Die Anforderungen an orthodontische Scans sind aber allgemein viel geringer als an prothetische [7]. Entsprechend soll zum Beispiel der für orthodontische Anwendungen neu eingeführte puderfreie Intraoralscanner CS 3600 (Carestream) auch Ganzkiefer-Aufnahmen präzise und schnell generieren [8]. Alternativ können Modelle mit speziellen Laborscannern digitalisiert werden (zum Beispiel Dentaurum) [7].

Fazit: Viele digitale Anwendungen sind noch auf wenige evidente Studien gestützt [3]. Auch müssen Preise und zu erwartender Nutzen sorgfältig abgewogen werden. Nicht alle Produktsysteme halten nach internen Informationen, was sie versprechen. Ein anderer Aspekt ist, dass die handwerkliche Expertise kieferorthopädischer Zahntechniker zunehmend durch Maschinen ersetzt werden könnte.  Wie in der Prothetik wird sich diese Berufsgruppe wohl zunehmend mit der Bedienung von Computern beschäftigen müssen.

Digitale Techniken haben andererseits das Potenzial, Orthodontie und Kieferorthopädie voranzubringen.  So lassen sich kieferorthopädische Apparaturen präzisieren und ihre Tragedauer kann minimiert werden, zum Beispiel bei Schienensystemen (Alignern). Da sie eine fein abgestufte Krafteinwirkung erlauben und im Vergleich zu festsitzenden Apparaturen für Patienten komfortabler sind, halten Experten Aligner sogar für die Standardtherapie der Zukunft [1]. Inwieweit digitaler Datenaustausch zahnmedizinische Disziplinen – wie zum Beispiel Prothetik und Orthodontie – einander näher bringt, wird die Zukunft zeigen.

Literatur

[1] Hinz R. Viele Einsatzmöglichkeiten für neue Techniken. dzw spezial 2016(1):30-32.
[2] Koch JH, Steib, F. Digitales verbindet Diagnostik und Therapie. zm 2015(1):30-35.
[3] van der Meer WJ, Vissink A, Ren Y. Full 3-dimensional digital workflow for multicomponent dental appliances: A proof of concept. Journal of the American Dental Association (1939) 2016;147:288-291.
[4] Hinz R, Klar H. Digitalisierung in der Kieferorthopädie. dzw 2016(23):16
[5] Kern M. Ortho-Software in der Praxis. dzw 2016(20):18.
[6] Kuhr F, Schmidt A, Rehmann P, Wostmann B. A new method for assessing the accuracy of full arch impressions in patients. Journal of dentistry, online 2016/10/09
[7] Handwerk O. Die Digitalisierung in der kieferorthopädischen Zahntechnik und der Kieferorthopädie. Quintessenz Zahntechnik 2016;42:154-162.
[8] Pressemitteilung Carestream. Highspeed-Scanner legt beim Abdruck „einen Zahn zu“. dzw 2016(20):28.

Dr. Consuela Codrin

Dr. med. dent. Consuela Codrin, Regensburg, angestellte Zahnärztin. Abgeschlossener Fernlehrgang Journalistik (ILS, Hamburg) und Volontariat dentaler Fachjournalismus bei Dr. Jan H. Koch, Freising. Regelmäßige Autorin unter anderem für die dzw, mit zusätzlichem Schwerpunkt auf Bild und Grafik.