PubMed-ID: 19216307Seiten: 151-153, Sprache: Englisch, DeutschSchenk, Olaf
PubMed-ID: 19216308Seiten: 159-167, Sprache: Englisch, DeutschBusch, M. / Kordaß, Bernd
Bislang spielt die CAD/CAM-Technologie zur Herstellung von herausnehmbarem Zahnersatz noch keine nennenswerten Rolle. Einer der möglichen Gründe hierfür mag das Fehlen einer probaten und wirtschaftlich tragbaren Scannertechnologie sein. Unsere Motivation, ein eigenes 3D-Digitalisierungsverfahren zu entwickeln, war es daher, einen wirklichen Low-Cost-Scanner unter ausschließlicher Verwendung von Standard-Industriekomponenten zu bauen. Die hier vorgestellte Methode zur räumlichen Erfassung unbezahnter Kiefer basiert auf der Auswertung der den Kieferabformungen selbst immanenten optischen Struktur. Hierzu wird ein optimiertes Verfahren des "Dense Stereo Matching"4 auf drei Bilder (Abb. 1), aufgenommen aus drei verschiedenen Perspektiven, angewendet.
Schlagwörter: Totalprothetik, Zahnaufstellung, Digitalisierung, Matching, Stereo, Scanner
PubMed-ID: 19216309Seiten: 169-174, Sprache: Englisch, DeutschKober, C. / Stübinger, S. / Hellmich, C. / Sader, R. / Zeilhofer, H.-F.
Einleitung: Diese Arbeit ist Teil eines interdisziplinären Forschungsprojektes über die Biomechanik des menschlichen Unterkiefers. Im Rahmen des Projektes wird das Simulationsmodell schrittweise der anatomischen Realität angenähert. Gegenstand dieses Artikels ist der Einfluss des Parodontalligaments (PDL) auf die Biomechanik des gesamten Unterkiefers. Dieses Ligament von 0,1 - 0,35 mm Dicke befindet sich zwischen Zahn und Alveolarknochen und spielt hierdurch eine entscheidende Rolle bei der Übertragung der Bisskräfte auf den Kieferknochen. Material und Methoden: Voraussetzung der Simulation sind (1) Rekonstruktion und Vernetzung der individuellen Anatomie des Patienten, (2) Implementierung des inhomogenen and anisotropen Materialgesetzes des Knochens und (3) Umsetzung des Lastfalls, hier der Kräfte durch die Kaumuskulatur, der Verhältnisse im Kiefergelenk und der Kraftübertragung an den Zähnen. Wegen seiner geringen Dicke (0,1 - 0,35 mm) wurde das PDL der in die Simulation einbezogenen Zähne über eine spezielle Prozedur im Nachhinein in das Gesamtkiefermodell eingebracht. Über eine Simulation "mit" und "ohne" PDL wurde dessen Einfluss auf die Biomechanik des Kiefers untersucht. Bei der "Simulation ohne PDL" wurde an dem Ort des PDL Knochen angenommen. Ergebnisse: Die Simulationen zeigten deutlich den dämpfenden Einfluss des PDL. In der direkten Umgebung der Zähne wurden bei der "Simulation ohne PDL" starke Kompressionen beobachtet, die in dieser Form bei der "Simulation mit PDL" nicht auftraten. Diese Kompressionen korrespondierten mit klinisch beobachteten Regionen bukkalen Knochenverlusts. Schlussfolgerung: Das PDL spielt eine wesentliche Rolle für die Biomechanik des menschlichen Unterkiefers. Der Vergleich der "Simulation mit und ohne PDL" leistet einen Beitrag bei der Erklärung der Veränderungen des Kieferknochens im Alveolarbereich.
Schlagwörter: Unterkiefer, Biomechanik, Simulation mit der Methode der Finiten Elemente, Parodontalligament, Adaption des Knochens, dentale Implantate
PubMed-ID: 19216310Seiten: 175-181, Sprache: Englisch, DeutschKober, C. / Stübinger, s. / Hellmich, C. / Sader, R. / Zeilhofer, H.-F.
Einleitung: Trotz bemerkenswerter Fortschritte während der letzten 10 Jahre ist die Versorgung von Unterkieferfrakturen immer noch Gegenstand intensiver Diskussion. Die möglichen Szenarien, die zu einem Trauma geführt haben, sind durch hohe Variabilität gekennzeichnet. In einem laufenden Projekt wird versucht, mit Hilfe von Simulation mit der Methode der Finiten Elemente (FEM) traumatologische Fälle zu reproduzieren. Dies gilt als erfüllt, wenn die Maximalwerte aus der Simulation (Spannung und/oder Dehnung) mit auf klinischen Röntgenbildern dargestellten Kieferfrakturen korrespondieren.
Material und Methoden: Der Simulation liegt ein sehr detailliertes FEM-Modell zu Grunde. Der Unterkiefer wird anisotrop und inhomogen modelliert. Die Kiefergelenke wurden mit Hilfe von vereinfachten Gelenkkapseln realisiert, in denen die Kondylen mit gewissen Einschränkungen frei beweglich sind. Der Benutzer hat die Wahl zwischen fünf Ansatzflächen für virtuelle Schläge. Stärke und Richtung des Schlages sind frei wählbar. Die Kaumuskulatur ist in das System integriert, ebenso ein Teil der Mundbodenmuskulatur.
Ergebnisse: Die durch die Röntgenbilder dargestellten Situationen konnten durch korrespondierende Szenarien der Simulation reproduziert werden. Angespannte Muskulatur und zusammengepresste Zähne hatten einen qualitativen Einfluss auf die Belastungen des Unterkiefers.
Diskussion: Aus dem Projekt werden Hinweise für optimiertes Verhalten für bestimmte Sportarten oder Berufsgruppen erwartet, ebenso mögliche Beiträge zu forensischen Untersuchungen. Die eigentliche Motivation des Projekts ist ein besseres Verständnis des Zustandes des Kieferknochens nach dem Trauma. Die meisten Simulationen zeigen um den Bruch herum ebenfalls erhöhte Werte. Dies gibt Anlass zur Vermutung von geschwächtem Knochen in diesem Bereich, was durch die chirurgische Beobachtung bestätigt wird.
Schlagwörter: menschlicher Unterkiefer, Biomechanik, Simulation mit der Methode der Finiten Elemente, Trauma des Unterkiefers, Unterkieferfraktur, Fraktur des Kiefergelenks
PubMed-ID: 19216311Seiten: 183-200, Sprache: Englisch, DeutschAmmann, Alexander / Kiss, T. / Hirsch, M. / Matthies, H.
Das für unsere Informations- und Wissensgesellschaft charakteristische Merkmal "Wir ertrinken in der Informationsflut und hungern nach Wissen" wurde von John Naisbitt schon 1982 in seinem Werk "Megatrends" postuliert. Heute in unserer Informations- und Wissensgesellschaft sind wir dieser Problematik täglich ausgesetzt, denn die Recherche und der Informationsselektionsprozess im Web erfordern einen hohen Zeitaufwand. Internet-Suchmaschinen versuchen, durch intelligente Algorithmenstrukturen die Suchergebnisse zu optimieren. Dennoch bleibt die Frage bestehen, wie sich "qualitatives Wissen" selektieren lässt, das gerade in der Medizin und Zahnmedizin für die Entscheidungsunterstützung von besonderer Bedeutung ist. Ein aktueller Lösungsansatz sind semantische Suchmaschinen. Daher wurde speziell für die Zahnmedizin das Projekt "Mr. Q, your personal Web Assistant" initiiert, das in dem Beitrag vorgestellt wird.
Schlagwörter: Wissensgesellschaft, Informationsflut, qualitatives Wissen, Internet-Suchmaschinen, semantische Recherche, Mr. Q, dynamischer Wissensraum, Wissensvisualisierung
PubMed-ID: 19216312Seiten: 201-212, Sprache: Englisch, DeutschPräger, T. / Karapetian, V. / Müller-Hartwich, R. / Zöller, Joachim E. / Mischkowski, R.
Das Computernavigationssystem Robodent, das für die dentale Implantatation entwickelt wurde, wurde für das Setzen kieferorthopädischer Verankerungsschrauben in einem Phantomkopf eingesetzt. Die Abweichung zwischen geplanter und letztlich erreichter Schraubenposition war nicht größer, als die für dentale Implantate beschriebene. Schlussfolgerung: Das System scheint geeignet und präzise genug für orthodontische Schrauben zu sein.
Schlagwörter: Kieferorthopädische Verankerung, Computernavigation, Computer unterstützte Chirurgie
PubMed-ID: 19216313Seiten: 213-225, Sprache: Englisch, DeutschKalt, G. / Gehrke, P.
Ziel: Computergestützte Techniken (Computer-assisted surgery, CAS) werden im Rahmen der oralen Implantatchirurgie zur präoperativen Planung und intraoperativen Übertragung der korrekten Implantatposition angewendet. Bei statischen Navigationsverfahren erfolgt die Implantatinsertion mittels hülsengeführter Bohrschablonen, unter Berücksichtigung der prothetisch gewünschten Position und des lokal vorhandenen Knochenangebots. Ziel der vorliegenden In-vitro-Untersuchung war es, die Übertragungspräzision des computergestützten Planungssystems Med3D zu analysieren. Weiterhin war von Interesse, ob eine zweite schablonengeführte Bohrung während der Implantatbettaufbereitung, zu einer Verbesserung der Übertragungsgenauigkeit führt. Material und Methoden: Insgesamt wurden 48 Implantate in Studienmodelle aus Kalbsrippen inseriert. Präoperative Computer-Tomographie Aufnahmen (CT) wurden mit Hilfe der korrespondierenden Software importiert und zur virtuellen Implantatpositionsplanung am Computer verwendet. Nach der realen Implantatbettaufbereitung mittels hülsengeführter Bohrschablonen und anschließender Insertion der Implantate, erfolgte die Anfertigung von CT-Kontrollaufnahmen. Zur Analyse der Übertragungsgenauigkeit auf den Operations-Situs wurden die präoperativen CT-Aufnahmen mit der virtuellen Implantatplanung in die postoperativen CT-Aufnahmen deckungsgleich eingelesen. Vertikale, radiale und Angulationsabweichungen wurden für jedes Implantat berechnet. Ergebnisse: Die ermittelten Minimalabweichungen zwischen geplanter und tatsächlicher Implantatposition zeigen, dass mit Hilfe des MED3D Systems Übertragungsgenauigkeiten im Bereich von 1/10 Millimetern realisierbar sind. Zu berücksichtigen sind dabei maximale Abweichungen in der Vertikalen von bis zu 2 mm. Die maximale Winkelabweichung kann bis zu 16 Grad betragen. Insbesondere die lokale Knochenqualität und -quantität scheinen die Abweichung von der geplanten Implantatposition zu beeinflussen. Über eine zweite geführte Implantatbettbohrung kann eine deutliche Verbesserung der Übertragungsgenauigkeit erzielt werden. Schlussfolgerung: Mit Hilfe statischer Verfahren ist eine präzise Übertragung der virtuellen, computergestützten Implantatplanung auf den OP-Situs möglich. Dennoch sollten, um Gefährdungen anatomischer Strukturen zu vermeiden, Übertragungsabweichungen von bis zu 2 mm in alle Richtungen in Betracht gezogen werden. Insbesondere die lokale Knochenqualität und -quantität scheinen die Abweichung von der geplanten Implantatposition zu beeinflussen. Über eine zweite geführte Implantatbettbohrung kann eine deutliche Verbesserung der Übertragungsgenauigkeit erzielt werden.
Schlagwörter: Computergestützte Chirurgie, Computertomographie (CT), Übertragungspräzision, statische Navigationsverfahren
PubMed-ID: 19216314Seiten: 227-240, Sprache: Englisch, DeutschTsitrou, E. A. / van Noort, R.
Die Vorteile von minimal invasiven Zahnbehandlungen sind bestens dokumentiert. Allerdings gilt dies in erster Linie für Zahnersatz im Direktverfahren. Bei Zahnersatz im indirekten Verfahren raten die meisten Hersteller immer noch zu traditionellen Präparationsformen. Die vorliegende In-vitro-Studie sollte klären, ob sich mit einem CAD/CAM-System (Cerec) minimale Präparationsformen realisieren lassen. Ferner sollte untersucht werden, wo dieser Ansatz auf seine Grenzen stößt. Ausgehend von der vorgeschlagenen Minimalform wurden Kronenpräparationen an Phantomzähnen durchgeführt. Kalibrierte Bohrer (Intensiv SA und Hager & Meisinger) und ein Parallelhalter sorgten für standardisierte Formen. Cerec Scan/Cerec 3D dienten zum Einscannen und Konstruieren. Getestet wurden ein Kunststoffkomposit (Paradigm MZ100, 3M ESPE) und zwei Keramikmaterialien (ProCAD, Ivoclar-Vivadent; Mark II, Vita). Ausgewertet wurden Morphologie, Randschluss und Integrität der Materialien. Immer wenn Materialien und System an ihre Grenzen stießen, wurden die Konstruktionen einer interaktiven Routine unterzogen. Die Kronenqualität wurde per Rasterelektronenmikroskopie, Lichtmikroskopie und Durchlicht ermittelt. Die Ergebnisse zeigten, dass auf Grundlage der ursprünglichen Minimalpräparationen nur das Kompositmaterial zu akzeptablen Kronen mit intakten Rändern führte. Mit den Keramikmaterialien wurden erst nach Verbreiterung der Präparationen akzeptable Kronen erzielt. Die Nullhypothese musste innerhalb der Einschränkungen dieser Studie zum Teil verworfen werden. Nur das Kompositmaterial führte auf Grundlage der ursprünglichen Minimalpräparationen zu akzeptablen Kronen. Das Ausmaß der Minimalpräparationen wurde wesentlich von den Materialeigenschaften, Fräsbetriebsarten und Fräsinstrumenten beeinflusst.
PubMed-ID: 19216315Seiten: 241-256, Sprache: Englisch, DeutschBaltzer, Andres
The shape of a crown preparation is the prime determinant for the choice of material for an all-ceramic restoration. One essential factor is the available space for the restoration, which requires a certain occlusal thickness. The dentist's preparation design determines the available vertical clearance, and the dental technician has the responsibility of advising the dentist with regard to either choosing the right material to match the preparation or to preparing the tooth to match the material. Assuming a minimum static fracture strength of > 2000 N, the following materials can be used for all-ceramic crowns. Laboratory surveys have shown that in most situations, the available occlusal clearance in clinical reality is only 0.8 to 0.9 mm (after cementing). This shows that the available space will often be insufficient for providing monoblock crowns and still on the tight side for veneered oxide ceramics (In Ceram, zirconia, etc.). However, crowns made of veneered oxide ceramics are much more complex to fabricate and much more expensive. By simply providing a minimal occlusal thickness of 1.5 mm, the treatment provider could therefore easily facilitate the use of the much more economical monoblock crowns without compromising either esthetics or strength. Actually, crowns with veneered oxide ceramic copings do not offer any higher fracture resistance compared to Mark II crowns as long as the minimum thickness requirements are met. The flexural strength of CAD/CAM-fabricated lithium disilicate rods is about twice that of CAD/CAM-fabricated Mark II rods. When used for crowns with a wall thickness of 1.5 mm, however, both materials exhibit the same fracture strength of between 2000 and 2500 N. This is related to the different reinforcing action of the adhesive luting agent, which is essentially required for both these materials. When choosing a material, preparation shapes, technical complexity and cost should be thoroughly compared and scrutinized and should figure prominently in the discussions between dentists and dental technician. Unfavorable preparation shapes for single crowns will necessitate compromises in terms of the choice of materials that result in high cost but do not offer anything in the way of higher fracture resistance. What constitutes an appropriate all-ceramic restoration for a single tooth? Do all-ceramic single crowns require the same material bulk as multi-unit bridges? Everything would indicate that a suitable preparation geometry allows feldspathic ceramic monoblock crowns to be milled that do not require any extensive finishing efforts such as thermal annealing or in-laboratory veneering while at the same time demanding no compromises in terms of esthetics and load-bearing capacity.