Der unumkehrbare Trend zur Digitalisierung in Zahnmedizin und Zahntechnik unterwirft die gewohnten Arbeitsabläufe kontinuierlichen Veränderungen und Weiterentwicklungen. Besonders die Implantologie und die Prothetik profitieren von einer Vielzahl neuer interessanter Möglichkeiten. So können die dreidimensionale Röntgentechnologie und die digitale Erfassung intraoraler Oberflächen im Rahmen des „Backward-Planning“ von unschätzbarem Wert sein und dabei helfen, chirurgische Eingriffe sicherer und die Herstellung des Zahnersatzes vorhersagbarer zu machen. In diesem Zusammenhang stellt Autor Dr. Oliver Schubert in seinem Beitrag für das Journal of Computerized Dentistry zwei digitale implantologisch-prothetische Behandlungsstrategien vor, die einen effizienten Arbeitsablauf gewährleisten und gleichzeitig eine minimalinvasive chirurgische Vorgehensweise sicherstellen. Das „digitale One-Abutment/One-Time Konzept“ erlaubt mithilfe der digitalen intraoperativen Erfassung der Implantatposition das Einbringen von CAD/CAM-gefertigten Einzelkronen unmittelbar bei Freilegung der Implantate. Beim zweiten Ansatz wird ein einteiliges wurzelanaloges Implantat (root-analogue implant [RAI]) auf Basis dreidimensionaler radiologischer Daten präoperativ gefertigt und im Rahmen einer Sofortimplantation eingesetzt. Beide Konzepte versprechen Vorteile hinsichtlich Qualität und Erhalt der periimplantären Hart- und Weichgewebe sowie eine spürbare Verkürzung der Gesamtbehandlungsdauer.

Das „International Journal of Computerized Dentistry“ soll es dem Praktiker wie dem Wissenschaftler ermöglichen, sich umfassend mit allen Gebieten der computergestützten Zahnheilkunde auseinanderzusetzen, um so das neue Medium Computer nutzbringend in die Behandlungskonzepte integrieren zu können. Das Besondere dieser Zeitschrift ist ihre Mehrsprachigkeit: Alle Artikel werden sowohl auf Englisch als auch in der Muttersprache der Autoren veröffentlicht; die Beiträge englischer Autoren zusätzlich auf Deutsch. Damit wird - unter Wahrung der Originalität - ein international zugängliches Forum des Informationstransfers auf diesem Sektor geschaffen. Mehr Infos zur Zeitschrift, zum Abo und zum Bestellen eines kostenlosen Probehefts finden Sie im Quintessenz-Shop.

Einleitung

Mit langfristigen Erfolgsraten von annähernd 90  Prozent nach 10 Jahren ist die dentale Implantologie eine wesentliche und seit Jahrzehnten etablierte Therapieoption im zahnmedizinischen Behandlungsspektrum¹. Die Sofortimplantation bietet, bei strenger Indikationsstellung, Vorteile hinsichtlich des chirurgischen Traumas und den damit verbundenen postoperativen Beschwerden sowie der implantologisch-prothetischen Behandlungsdauer^2,3. Daneben kann die Sofortimplantation helfen, knöcherne Resorptionsprozesse zu vermindern, die nach der Zahnextraktion zwangsläufig am Alveolarknochen stattfinden^3,4. Allerdings erweist sich bei der Insertion eines konfektionierten, schraubenförmigen Implantats in die frische, wurzelförmige Alveole die systembedingte Inkongruenz zum knöchernen Implantatlager als nachteilig⁴. Eine ausreichende Primärstabilität ist nicht immer zu gewährleisten und verbleibende Hohlräume bergen die Gefahr von einwachsendem Weichgewebe und somit mangelnder Osseointegration^3,5.

Nicht nur deshalb drängt sich die Idee auf, die Wurzel eines nicht erhaltungswürdigen Zahnes einschließlich Zahnstumpf sofort nach Entfernung durch eine exakt passende künstliche Kopie – ein Analog – zu ersetzen. So ist es verständlich, dass es bereits Mitte des letzten Jahrhunderts Untersuchungen zu wurzelanalogen Implantaten aus Kunststoff gab⁶. Man erkannte, dass der zur Alveole kongruente Zahnwurzelersatz Resorptionsprozessen am Alveolarknochen entgegenwirken kann⁷. Wurden zunächst lediglich Wurzeln inseriert, ersetzte man später die gesamte anatomische Struktur, einschließlich der Zahnkrone⁸. Diese Kunststoffimplantate unterlagen materialbedingt einer rein bindegewebigen Einheilung⁹, die aus heutiger Sicht unerwünscht ist, und wurden daher praktisch vollständig durch das Konzept schraubenförmiger Implantate aus Metall verdrängt. Erst in den 1990ern wurde an diese Idee angeknüpft und Forscher fertigten erfolgreich wurzelanaloge Titanimplantate für den Tierversuch¹⁰. Seither wurde das Konzept weiterentwickelt und in regelmäßigen Abständen zu dem Thema publiziert^4,11-22, auf breiter Basis durchsetzen konnte sich die Technologie bisher nicht.

Potenziell positive Effekte eines wurzelanalogen Implantats (RAI) können aufgrund der Kongruenz zum knöchernen Implantatlager sowie des zahnförmigen Emergenzprofils und der damit verbundenen Stabilisierung der periimplantären Hart- und Weichgewebe erwartet werden^12,15. Auch der spaltfreie Übergang vom Implantat zum Abutment dürfte sich langfristig positiv auf die periimplantären Gewebe auswirken²³. Das schonende, einzeitige chir­urgische Vorgehen mit offenem Einheilmodus verspricht ein minimales Trauma für Knochen und Weichgewebe²⁴.

Neue Impulse ergeben sich in diesem Zusammenhang durch die fortschreitende Computerisierung der Zahnheilkunde, welche die zahnmedizinischen und zahntechnischen Arbeitsabläufe einem immensen Wandel unterwirft²⁵. Gerade die dreidimensionale Diagnostik und digitale Implantatplanung, das implantologisch-prothetische „Backward-Planning“ sowie die Möglichkeit der digitalen intraoralen Erfassung liefern interessante neue Aspekte. Besonders Bereiche wie die navigierte Implantation oder innovative computerunterstützte Behandlungsstrategien wie beispielsweise das digitale One-Abutment/One-Time Konzept (Münchener Implantatkonzept [MIC]) profitieren von den Möglichkeiten der umfassenden Daten­erhebung^26,27.

Wurzelanaloge Implantate – Übersicht

Bereits in den 1950er-Jahren gab es Versuche, extrahierte Zahnwurzeln unmittelbar durch ein Duplikat aus Kunststoff zu ersetzen⁶. Die Idee eines individuellen wurzelanalogen Implantats wurde unter anderem von Milton Hodosh und weiteren Autoren bis Ende der 1970er-Jahre intensiv verfolgt^6-9,28-44. Die Wurzel des extrahierten Zahnes diente hier als formgebender Maßstab für ein aus Polymethylmethacrylat bestehendes individuelles Implantat. Vor allem die Nachteile einer rein bindegewebigen Einheilung ließen das Konzept in der Folge wieder aus dem zahnmedizinischen Fokus verschwinden⁹.

Erst 1992 griffen Lundgren et al. die Idee wieder auf und verwendeten Titan anstelle des Polymethylmeth­acrylats. 88  Prozent von 32 inserierten Implantaten osseointe­grierten im Tierversuch erfolgreich¹⁰.

Mitte der 1990er-Jahre wurde das Re-Implant-System (Re-Implant GmbH, Hagen) auf dem Markt eingeführt¹¹. Nach der Extraktion wurde die Zahnwurzel gesäubert, mit einem speziellen Lack überzogen und laseroptisch erfasst. Alternativ konnten bei Bedarf auch die Abformung der Extraktionsalveole und deren Scan erfolgen. Die Daten wurden in einer speziellen Systemsoftware weiterverarbeitet. Um ausreichende Stabilität zu gewährleisten, wurde der Datensatz in Relation zur ursprünglichen Wurzelform vergrößert. Anschließend wurde frästechnisch ein Titanimplantat hergestellt und, in der Regel innerhalb von sechs bis 24 Stunden, in die Extraktionsalveole inseriert^4,11,12,21. Zunächst lag die Erfolgsquote nach 10,8 Monaten im Oberkiefer bei 86  Prozent und im Unterkiefer bei 78 Prozent¹¹. 2002 ermittelten Kohal et al. allerdings Überlebensraten von nur 48 Prozent und konnten das System folglich nicht für den klinischen Einsatz empfehlen¹³.

2008 und nachfolgend 2009 und 2011 publizierten Pirker et al. einige Falldarstellungen von Versorgungen mit CAD/CAM-gefertigten wurzelanalogen Implantaten aus Zirkonoxidkeramik. Als Basis für die Implantatform diente auch hier der Scan der Wurzel des extrahierten Zahns^14-16. Die durch Makroretentionen im interdentalen Bereich der Wurzeloberfläche modifizierten Implantate erreichten eine Überlebensrate von 92 Prozent nach 2,5 Jahren¹⁵. Die Technologie ist unter der Bezeichnung „Bioimplant-Konzept“ bekannt.

Um die Oberflächendaten der formgebenden Wurzeloberfläche bereits vor der Extraktion des Zahnes in ein physisches, wurzelanaloges Implantat umsetzen zu können, verarbeiteten Moin et al. dreidimensionale DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine)-Daten aus einer CT (Computertomographie)-Aufnahme des Kiefers und stellten auf deren Grundlage lasergesinterte Titanimplantate her^18,19. Dieser Ansatz ermöglicht die Insertion von individuellen Implantaten unmittelbar nach der Zahnextraktion noch in derselben Behandlungssitzung. Die Idee nutzend, beschrieben Mangano et al. 2012¹⁷ einen ersten Fallbericht. Ein Jahr nach Sofortimplantation war das lasergesinterte, wurzelförmige Titanimplantat, welches nach drei Monaten mit einer keramischen Krone versorgt worden war, in situ und die periimplantären Gewebe präsentierten sich symptomlos.

2013 wurde eine Variante dieser Methodik als „The Replicate Immediate Tooth Replacement System“ der Firma Natural Dental Implants (Berlin) vorgestellt. Auch diese Technologie bedient sich der dreidimensionalen radiologischen Daten der Zahnwurzel sowie zusätzlich der intraoralen STL (Standard Tessellation Language)-Oberflächendaten. Das Implantat besteht aus zwei Anteilen. Der subtraktiv hergestellte Wurzelanteil aus Reintitan ist über eine Schmelzglasverbindung mit dem suprakrestalen Anteil aus Zirkonoxidkeramik verbunden. Alternativ ist das Implantat auch in einer Vollkeramikversion verfügbar.

In einem Fallbericht beschrieben Saeidi Pour et al. den Einsatz des Systems zum Ersatz eines oberen zentralen Schneidezahnes. Das Implantat wurde sechs Monate nach Sofortimplantation mit einer vollkeramischen Krone versorgt. Nach insgesamt 15 beziehungsweise 16 Monaten konnten der radiologische und klinische Kontrollbefund als Erfolg bezeichnet werden²⁰.

Kasuistik

Befund und Planung

Der 41-jährige, allgemeinmedizinisch unauffällige Patient wurde an der Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik des Klinikums der LMU München mit der Bitte vorstellig, die Freiendlücke im dritten Quadranten implantologisch-prothetisch zu versorgen. Bei der zahnärztlichen Erstbefundung wurde deutlich, dass der bereits umfangreich vorbehandelte linke obere zweite Prämolar eine tief subgingival reichende Karies aufwies und nicht erhaltungswürdig war (Abb. 1).

Verschiedene Therapiealternativen wurden gemeinsam mit dem Patienten erörtert. Der Patient entschied sich für eine implantologisch-prothetische Rehabilitation im Sinne dreier implantatgetragener Einzelkronen. Um den zeitlichen Gesamtaufwand und das chirurgische Trauma möglichst gering zu halten, sollte im Oberkiefer die Sofortimplantation eines wurzelanalogen Implantates (The Replicate Immediate Tooth Replacement System) erfolgen. Die Freiendlücke im Unterkiefer sollte navigiert implantiert und nach dem von Beuer et al. beschriebenen digitalen One-Abutment/One-Time Konzept prothetisch versorgt werden²⁶.

Bereits im Rahmen der Befunderhebung konnten alle zur implantologischen Planung notwenigen Daten erhoben werden. Neben Situationsabformungen im Ober- und Unterkiefer wurde ein digitales Volumentomogramm (CS 9300, Carestream Dental.) angefertigt (DICOM-Daten). Die Oberflächen der Situationsmodelle wurden anschließend in einem Streifenlichtscanner (Zfx Evolution, Zfx GmbH, Dachau) digitalisiert (STL-Daten).

Abb. 2a und b Die STL-Daten von Ober- und Unterkiefer ...

Abb. 2d und c ... und die dreidimensionale radiologische Bildgebung (DVT).

Abb. 3a Darstellung der Oberflächenkontur des wurzelanalogen Implantats (RAI), bestehend aus dem titanischen Wurzelanteil (türkis) und dem Zirkonoxidabutment (violett), sowie der temporären Klebebrücke (gelb).

Abb. 3b Darstellung der Oberflächenkontur des wurzelanalogen Implantats (RAI), bestehend aus dem titanischen Wurzelanteil (türkis) und dem Zirkonoxidabutment (violett), sowie der temporären Klebebrücke (gelb).

Abb. 3c Die STL-Daten des Entwurfs des RAI.

Die DICOM- und STL-Daten (Abb. 2a bis d) wurden an Natural Dental Implants übermittelt, wo die Datenüberlagerung, die CAD-Konstruktion sowie die CAM-Herstellung des wurzelanalogen Hybridimplantats stattfanden (Abb. 3a bis c). Die Planung fand in enger Zusammenarbeit mit dem Operateur statt, der Vorschläge machte, Änderungen veranlasste und die Planung freigab. Die Implantatteile, genauer ein Wurzelanteil aus Titan sowie ein Abutment aus Zirkonoxidkeramik, wurden subtraktiv gefertigt und mittels Schmelzglasverbindung untrennbar und spaltfrei verbunden. Der Übergang zwischen makro- und mikrorauer Titanoberfläche und Zirkonoxidabutment wurde 0,5 mm subkrestal platziert. Die Präparationsgrenze sollte bukkal leicht subgingival und approximal sowie palatinal iso- beziehungsweise supragingival zu liegen kommen. Das Implantat sowie eine temporäre Klebebrücke, welche dem Schutz des Implantats während der Einheilphase dient, wurden steril verpackt an die Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik geliefert.

Abb. 4a Digitale Implantationsplanung, ...

Abb. 4b Digitale Implantationsplanung, ...

Abb. 4c ... CAD-Design der Führungsschablone ...

Abb. 4d ... sowie die im DLP-Verfahren additiv gefertigte und mit den Führungshülsen versehene Schablone.

Parallel zur Herstellung des wurzelanalogen Implantats im Oberkiefer fand die digitale Planung für die navigierte Implantation im Unterkiefer statt. Auch hier wurden die DICOM- und STL-Daten fusioniert, eine virtuelle Vorabplanung des Zahnersatzes durchgeführt und die Implantatpositionen gemäß den anatomischen Gegebenheiten und prothetischen Vorgaben optimal festgelegt (Implant Studio, 3Shape) (Abb. 4a und b). Nach dem Design der Führungsschablone (Abb. 4c) wurde diese im „Digital Light Processing“-Verfahren (DLP) additiv hergestellt (Varseo, Bego Medical) und mit systemspezifischen Führungshülsen (Straumann) versehen (Abb. 4d).

Implantation

Zunächst erfolgte präoperativ ein Intraoralscan (IOS) von Ober- und Unterkiefer sowie ein separater Gingivascan im Unterkiefer (Cerec Omnicam, Dentsply Sirona). Die zukünftigen Positionen der Implantate wurden aus den Scandaten ausgeschnitten.

Abb. 5a Situation nach Extraktion des linken oberen zweiten Prämolaren, ...

Abb. 5b ... die Einprobe des RAI mittels Try-In-Analog ...

Abb. 5c ... sowie das sterile RAI mit Einbringhilfe.

Abb. 6a Sorgsames Einbringen des RAI, ...

Abb. 6b ... das RAI in Endposition ...

Abb. 6c ... und das Cover-Shield in situ (Ansicht von palatinal).

Abb. 7a Einprobe der Führungsschablone, ...

Abb. 7b ... navigierte Implantation, ...

Abb. 7c ... Scan-Posts in situ ...

Abb. 7d ... sowie die Situation unmittelbar post operationem.

Im Oberkiefer erfolgte die atraumatische Extraktion des linken oberen zweiten Prämolaren (Abb. 5a) unter strenger Schonung der vestibulären Knochenlamelle. Es wurden keine Entlastungsschnitte angelegt. Danach wurde mithilfe eines mitgelieferten Try-in-Analoges die korrekte Passung des Implantats geprüft (Abb. 5b). Die Kompakta wurde zudem palatinal mit einigen kleinen Perforationen versehen, um eine ausreichende Blutung anzuregen. Schließlich wurde das wurzelanaloge Implantat (Abb. 5c, 6a und b) mit dem hierfür vorgesehenen Instrument vorsichtig bis zur Endposition in die Alveole geklopft. Es erfolgte der IOS des Zirkonoxidabutments bevor die temporäre Klebebrücke, das „Cover-Shield“, nach Herstellerangaben am benachbarten Molaren befestigt wurde (Panavia SA Cement, Kuraray Noritake Dental) (Abb. 6c, 7d).

Im Unterkiefer erfolgte die navigierte Aufbereitung der Implantatlager nach festgelegtem Bohrprotokoll (Straumann Guided Surgery, Straumann) (Abb.7a und b) sowie das primärstabile Einbringen der Implantate (2 x Straumann Bone Level Implantat Roxolid SLActive, 4,1 x 8 mm).

Abb. 8a Intraoperativer IOS der Situation im Ober- ...

Abb. 8b ... und Unterkiefer.

Abb. 8c CAD-Daten (STL) des Abutments.

Abb. 9 Postoperatives Kontrollröntgenbild.

Nachfolgend wurden Scan-Posts (ScanPost S BL 4.1 L, Bone Level RC, Dentsply Sirona) in die Implantate eingeschraubt und die entsprechenden Scanbodies (Gray Scan Body, Omnicam L, Dentsply Sirona) aufgesetzt (Abb. 7c). Durch einen intraoperativen IOS (Abb. 8a und b) konnten die präoperativ erhobenen Scandaten nun um die definitiven Implantatpositionen ergänzt werden. Nach Einbringen der Abdeckschrauben erfolgten der primäre Wundverschluss (Prolene 6.0, Ethicon) (Abb. 7d) und eine postoperative Röntgenkontrolle (Abb. 9).

Der Patient wurde hinsichtlich des postoperativen Verhaltens instruiert. Neben der präoperativen Gabe von 2.000 mg Amoxicillin und Ibuprofen 400 mg bei Bedarf wurde keine weitere Medikation verordnet. Kontrollen nach 24 Stunden und zehn Tagen zeigten in beiden Operationsgebieten eine komplikationslose und für den Patienten weitgehend beschwerdefreie Wundheilung.

Computerunterstützte Fertigung des Zahnersatzes

Die Oberflächendaten des IOS von Ober- und Unterkiefer wurden anhand eines Bukkalscans korreliert und nachfolgend als STL-Daten aus der Software exportiert. Der Scan des Abutments des wurzelanalogen Implantats sollte unter absoluter Schonung der umliegenden Weichgewebe erfolgen, weshalb weder Gewebe exzidiert noch Fäden gelegt worden waren. Aus diesem Grund waren die Präparationsgrenzen des Abutments nicht sichtbar und der Datensatz folgerichtig zur Herstellung einer exakt passenden Einzelkrone ungeeignet. Um dieser vorhersehbaren Tatsache Rechnung zu tragen, waren zuvor die Konstruktionsdaten des Zirkon­oxidabutments vom Hersteller angefordert worden (Abb. 8c), welche nun zusammen mit den Oberflächendaten des Oberkiefers in die Software Geomagic Qualify 2012 (3D Systems) importiert wurden.

Abb. 10a Scandaten (IOS) und CAD-Daten des Abutments. Die sicher korrespondierenden Bereiche wurden markiert (rot).

Abb. 10b Situation nach erfolgreicher Überlagerung und Löschen der ungenaueren Scanbereiche des Abutments.

Abb. 10c Differenzbild nach optimaler Überlagerung.

Abb. 11a CAD-Daten des Zahnersatzes ...

Abb. 11b ... und fertiger Zahnersatz.

Die im IOS zweifelsfrei erfassten oberen Anteile des Abutments wurden markiert, analog dazu die korrespondierenden Anteile am Datensatz des Abutments (Abb. 10a), um anschließend erfolgreich korreliert werden zu können (Abb. 10b und c). Als Grundlage für die Herstellung der Krone diente somit der Originaldatensatz des Herstellers. Das Vorgehen sollte die Herstellung einer exakt auf das Abutment passenden und zugleich optimal an den Nachbarzähnen und Antagonisten ausgerichteten Krone ermöglichen. Die Daten wurden in die inLab Software 16.0 (Dentsply Sirona) importiert, wo der Zahnersatz entworfen wurde (Abb. 11a). Die Krone für das wurzel­analoge Implantat wurde im Sinne einer konventionellen, zahngetragenen Krone gestaltet und subtraktiv aus einer polymerinfiltrierten Hybridkeramik (Vita Enamic multiColor, 2M3-HT,  Vita Zahnfabrik) gefertigt und poliert (Abb. 11b).

Die implantatgetragenen Kronen im Unterkiefer konnten als okklusal verschraubte Hybridabutmentkronen, bestehend aus je einer Titanbasis (Variobase C, Straumann) und einer CAD/CAM-gefertigten Krone aus Lithiumdisilikat-Glaskeramik (IPS e.max CAD, MT A3,  Ivoclar Vivadent), gestaltet werden (Abb. 11b).

Abb. 10a Scandaten (IOS) und CAD-Daten des Abutments. Die sicher korrespondierenden Bereiche wurden markiert (rot).

Abb. 10b Situation nach erfolgreicher Überlagerung und Löschen der ungenaueren Scanbereiche des Abutments.

Abb. 10c Differenzbild nach optimaler Überlagerung.

Abb. 11a CAD-Daten des Zahnersatzes ...

Abb. 11b ... und fertiger Zahnersatz.