Implantologie allgemein

Digitale Zahnmedizin, Implantatplanung, Planungssoftware

Die digitale Implantatplanung inklusive postoperativer Ergebniskontrolle

Oberkiefer-Match der STL-Daten (Modell) und DICOM-Daten (DVT). Digitale Vorschau der Schablone im Oberkiefer.
Oberkiefer-Match der STL-Daten (Modell) und DICOM-Daten (DVT). Digitale Vorschau der Schablone im Oberkiefer.

Digitale Hilfsmittel in der Planung sowie in der klinischen Durchführung setzen sich immer mehr auch in der Zahnmedizin durch. So wird zum Beispiel in der Chirurgie seit längerem die Implantat-Navigation mit Hilfe von Schablonen, basierend auf DVT-Daten, durchgeführt. Zunehmend in den Fokus gelangt hierbei die prothetische Planung durch das digitale Zusammenfügen von Planungsmodellen, welche die klinische Situation darstellen, mit den DICOM-Daten des Patienten. Dieser Artikel beschreibt anhand eines Patientenfalls die fast vollständig digitale Implantatplanung mit der In2Guide Software sowie die postoperative Ergebniskontrolle der Implantatachsen mit Hilfe von OnDemand3D Fusion.

Die dreidimensionale Implantatplanung sowie deren operative Umsetzung mittels DICOM-Daten eines digitalen Volumentomogramms gewinnt immer mehr an Bedeutung und ist heute ein bewährtes Mittel in der modernen Zahnmedizin. Die digitale Planungssoftware ermöglicht das Verknüpfen der klinischen Modellsituation samt simulierter Prothetik und Weichgewebe mit den knöchernen Strukturen und somit das optimale Positionieren von Implantaten. Die daraus resultierenden Informationen erlauben es dem Behandler, die Operation präoperativ genau zu planen und somit interoperative Überraschungen deutlich zu reduzieren. Die Schleimhautdicke, das Knochenvolumen und die gewünschte prothetische Positionierung sind optimal im Voraus einschätzbar. Knochen- und Weichgewebsmanagement sind somit besser vorhersagbar. In vielen Fällen kann mit einem minimalen Aufklappen der Schleimhaut oder sogar flapless operiert werden. Dies führt postoperativ zu deutlich geringeren Schwellungen und Beschwerden. Im Abutmentbereich wird mit weniger Angulation gearbeitet. Mit ein wenig Erfahrung und Übung wird zudem die Operationszeit – vor allem bei ausgeprägten Fällen – stark verkürzt, was ebenfalls zu besseren klinischen Ergebnissen führt.

Im folgenden Fall wird gezeigt, wie eine postoperative Ergebniskontrolle sehr präzise durchgeführt werden kann. Die Prognose der Therapie kann somit noch genauer erstellt werden.

Digitaler Workflow

Begonnen wird mit der digitalen Abformung des Oberund Unterkiefers samt Bestimmung der habituellen Bisslage mit der intraoralen Scan-Kamera Cerec Omnicam 4.3 von Sirona. Die virtuellen Modelle (STL-Daten) werden anschließend in die CAD-Design-Software Exocad geladen, kontrolliert und durch digitale Aufstellungen der fehlenden zu implantierenden Zähne ergänzt. Wir arbeiten in unserer Praxis mit dem digitalen Volumentomographen KaVo OP300 Maxio. Dieser liefert uns die DICOM-Daten des Patienten. Das Verknüpfen/Matchen der STL-Daten (Modelle) mit den DICOM-Daten (DVT) erfolgt im In2Guide Modul der 3D-Befundungssoftware OnDemand 3D Dental von KaVo. Ebenfalls mit Hilfe von In2Guide werden nun die Implantatpositionen, basierend auf den vorhandenen Informationen (prothetische Wunschposition, Weichgewebe, Knochenvolumen, umliegende Strukturen wie Kieferhöhlen und Nerven), geplant. Die Schablonenherstellung erfolgt bei KaVo in Biberach auf Grundlage der rein digitalen Daten. Postoperativ wird anstelle eines konventionellen OPGs erneut ein DVT gefahren. Wichtig hierbei: das KaVo OP300 Maxio bietet für solche Fälle einen 3D Low-Dose-Modus an, bei dem die effektive Strahlendosis zwischen der eines konventionellen Zahnfilms und der eines OPGs liegen kann. Dies ermöglicht uns die geplanten mit den tatsächlich operierten Implantatpositionen zu vergleichen. Abschließend ist noch wichtig zu erwähnen, dass dieser vollständig digitale Workflow aktuell nur begrenzt anwendbar ist. Für Einzelzahnversorgungen, bei denen die habituelle Biss-Situation übernommen wird, gelingt dies sehr gut. In ausgeprägten prothetischen Fällen verwenden wir derzeit weiterhin analoge Abdrücke und Wax-ups. Diese werden dann mittels Röntgen (DVT) oder InLab-Scanner digitalisiert. Der weitere Ablauf ist dem hier beschriebenen sehr ähnlich.

Patientenfall Ausgangssituation

Die 47-jährige, anamnestisch unauffällige Patientin wurde in unserer Praxis präprothetisch mit Langzeitprovisorien versorgt und wünschte die fehlenden Zähne 25, 27, 47 in der definitiven prothetischen Versorgung mit Implantaten ersetzen zu lassen. Die Patientin kommt mit der neu gestalteten Bisssituation sehr gut zurecht und ist seit längerem beschwerdefrei. Dies erlaubt uns die endgültige prothetische Versorgung in derselben Bisslage zu konstruieren und eröffnet uns somit die Möglichkeit, unsere Implantatplanung fast vollkommen digital zu gestalten.

Vorbereitende Maßnahmen

Die zu implantierenden Regionen wurden im Ober- und Unterkiefer vom Langzeitprovisorium befreit und in diesem Fall analog abgeformt. Mittels des In-Lab Scanners inEos X5 von Sirona wurden die Gipsmodelle digitalisiert (Abb. 1 und 2). Zusätzlich wurde die habituelle Situation durch einen Bukkal-Scan aufgenommen. Die STL-Daten wurden in die Design-Software exocad transferiert. Hier erfolgte die virtuelle Gestaltung der Prothetik mittels digitalem Wax-up (Abb. 3 und 4). Zusätzlich erfolgte eine Aufnahme mit unserem Volumentomographen KaVo OP300 Maxio in der gleichen klinischen Situation (die zu implantierenden Regionen waren nicht vom Langzeitprovisorium bedeckt) mit einem FOV 8 x 15 (h x d). Als nächsten Schritt erfolgte das Verknüpfen der DICOMDaten, die uns die anatomischen Informationen des Knochens und der umliegenden wichtigen Strukturen (Nerven und Kieferhöhle) liefern, mit den STL-Daten, welche uns die klinischen Informationen (Zähne und Gingiva) liefern (Abb. 5 und 6). Dies geschah in der In2Guide Software von KaVo. Mit ein wenig Übung kann dies im Idealfall vom Operateur selbständig durchgeführt werden. Um das Matchen der Daten zu erleichtern ist es notwendig, dass der Patient während der Aufnahme einen leicht geöffneten Biss, z. B. durch Aufbeißen auf Watterollen, einhält.

  • Abb. 1: Scan des Unterkiefers.
  • Abb. 2: Scan des Oberkiefers.
  • Abb. 1: Scan des Unterkiefers.
  • Abb. 2: Scan des Oberkiefers.

  • Abb. 3: Digitales Wax-up des Unterkiefers.
  • Abb. 4: Digitales Wax-up des Oberkiefers.
  • Abb. 3: Digitales Wax-up des Unterkiefers.
  • Abb. 4: Digitales Wax-up des Oberkiefers.

  • Abb. 5: Unterkiefer-Match der STL-Daten (Modell) und DICOM-Daten (DVT).
  • Abb. 6: Oberkiefer-Match der STL-Daten (Modell) und DICOM-Daten (DVT).
  • Abb. 5: Unterkiefer-Match der STL-Daten (Modell) und DICOM-Daten (DVT).
  • Abb. 6: Oberkiefer-Match der STL-Daten (Modell) und DICOM-Daten (DVT).

Virtuelle Implantatplanung

Die von KaVo eingesetzte Software OnDemand3D Dental bietet umfangreiche Funktionen zur Diagnostik von DVT und auch CT- oder MRT-Volumendatensätzen. In der Standardversion ist bereits eine große Implantatbibliothek enthalten, die für eine Planung herangezogen werden kann. Um die digitale Implantatplanung mit Hilfe einer chirurgischen Schablone präzise in die Realität umzusetzen, bietet KaVo das Zusatzmodul „In2Guide“ an. Dies ist bei den aktuellen 3D-Geräten bereits im Lieferumfang enthalten.

Besonders für das so genannte „Backward-Planning“ eignet sich In2Guide hervorragend, da es nicht nur eine rein digitale Planung über ein CAD/CAM-System unterstützt, sondern auch eine klassische Wax-up Aufstellung auf dem Modell verwendet werden kann. Bei einer CAD/ CAM unterstützten Planung werden ein 3D Scan des Kiefers (Intraoral- oder Modellscan) und der mit CAD virtuell geplante Zahnersatz jeweils als STL-Datei erstellt und mit den Volumendaten überlagert. Beim klassischen Verfahren wird das Modell inkl. Wax-up mit dem DVT-Gerät geröntgt und durch In2Guide in zwei STL-Datensätze umgewandelt. In beiden Verfahren kann dann bei der Implantatplanung sowohl das vorhandene Weichgewebe als auch der zukünftige Zahnersatz berücksichtigt werden.

In dem beschriebenen klinischen Fall konnten nun die Implantatpositionen digital geplant werden. Ausschlaggebend für die ideale Position sind vor allem der ortständige Knochen und die simulierte prothetische Achse (Wax-up). Ziel sollte es immer sein möglichst auf knochenaufbauende Therapien zu verzichten, indem das vorhandene Knochenvolumen durch Variation der Implantatparameter (Länge, Durchmesser) optimal genutzt wird. Zudem wird versucht die Implantatachse so zu legen, dass diese zentral durch die spätere Suprakonstruktion läuft und so möglichst auf angulierte Abutments verzichtet werden kann. In regio 25 war in der koronalen Schicht folgendes Knochenangebot messbar: Abstand zur Kieferhöhle 11,37 mm, Breite 4,31 mm (Abb. 7). In der Operation sollten Straumann-Implantate zum Einsatz kommen. In dieser Region haben wir uns für ein Bone Level Implantat 3,3 / 10 mm entschieden.

  • Abb. 7: Implantatplanung 25 ? das Wax-up ist gelb umrandet. Grün umrandet dargestellt der Gingivamodellverlauf.
  • Abb. 8: OK-Planung als Gesamtübersicht (Wax-up in gelb dargestellt).
  • Abb. 7: Implantatplanung 25 ? das Wax-up ist gelb umrandet. Grün umrandet dargestellt der Gingivamodellverlauf.
  • Abb. 8: OK-Planung als Gesamtübersicht (Wax-up in gelb dargestellt).

  • Abb. 9: UK-Planung als Gesamtübersicht (Wax-up in gelb dargestellt).
  • Abb. 10: Implantatplanung 47 ? das Wax-up ist gelb umrandet. Grün umrandet dargestellt der Gingivamodellverlauf.
  • Abb. 9: UK-Planung als Gesamtübersicht (Wax-up in gelb dargestellt).
  • Abb. 10: Implantatplanung 47 ? das Wax-up ist gelb umrandet. Grün umrandet dargestellt der Gingivamodellverlauf.

Auf Grund der sehr dünnen Restknochenwände wurde im Eingriff ein Bone-Split geplant. Regio 27 zeigte folgende Knochenvolumina: Abstand zur Kieferhöhle 6,8 mm, Breite 8,3 mm. Hier wurde geplant ein Bone Level 4,8 / 8 mm einzusetzen. Die Navigation erfolgte dabei bis an die kortikale Schicht des Kieferhöhlenbodens. Die letzten 2 Millimeter wurden durch einen internen Sinuslift erreicht. Abschließend wurden die Implantatachsen zueinander und in Bezug auf das prothetische Modell überprüft (Abb. 8). Ein Bone Level Implantat 4,1 / 10 mm wurde im Unterkiefer in regio 47 geplant (Knochenvolumen: 11,78 mm Abstand zum Nerv, Knochenbreite 4,94 mm) (Abb. 9 und 10). Hier kamen wir um eine Augmentation nicht herum. Die Abdeckung der freiliegenden Gewinde sollte simultan mit der Implantation durch partikulären Knochenersatz erfolgen. Sobald die Planung abgeschlossen war, wurden die Daten zur Herstellung der Navigationsschablone online an KaVo gesendet.

Sollten die Zahntechniker im Labor dann noch Verbesserungsvorschläge haben – vor allem in Bezug auf das Matchen der Modelle – geschieht dies in Absprache mit dem Behandler vor endgültiger Herstellung der Schablone.

Bohrschablone und Implantatsystem

Das Design der Bohrschablone (Abb. 11 und 12) hängt unter anderem von der gewählten Schnittführung ab. Wird ein Flap geplant, so werden auch die Schablonen- Enden möglichst weit gekürzt, um die mobilisierten Lappen nicht zu stören. Zudem bestimmt das Implantatsystem die eingebauten Hülsen und das Bohrprotokoll maßgeblich. In der Schablone sind Perforationen eingebaut (implantatnahe Zähne), um den perfekten Sitz ideal kontrollieren zu können. In langen Freiendsituationen, Schaltlücken bzw. bei komplett zahnlosen Kiefern können auch Fixationsstifte geplant werden, welche meist transgingival gebohrt und gesetzt werden, um die Beweglichkeit der Schablone zu verhindern. Diese werden ebenfalls digital vorgeplant und geführt inseriert. Die Schablonen sind stets Weichteil bzw. Zahn tragend. Eine Knochenabstützung kann nicht geplant werden.

  • Abb. 11: Digitale Vorschau der Schablone im Oberkiefer.
  • Abb. 12: Digitale Vorschau der Schablone im Unterkiefer.
  • Abb. 11: Digitale Vorschau der Schablone im Oberkiefer.
  • Abb. 12: Digitale Vorschau der Schablone im Unterkiefer.

In diesem Fall wurde das Straumann-System gewählt. Mit der Guided Surgery Kassette können hierbei die Spiralbohrer bis zu einem Durchmesser von 4,2 mm mit Hilfe von Bohrlöffeln führend eingesetzt werden.

Ein passendes Bohrprotokoll wird mit jeder Schablone von In2Guide mitgeliefert. Wünscht der Behandler die Implantate Flapless zu setzen, sind auch Gingivastanzen enthalten. Zur zusätzlichen Fixation können auch die Fixationspins nach erfolgter Pilotbohrung zum Einsatz kommen.

Die Herstellung der Schablonen erfolgt aus einem bioverträglichen Kunstoff (MED610) mit einem hochpräzisen 3D-Drucker im Schichtverfahren (16 µm Genauigkeit).

Operativer Eingriff

Bei zahntragenden Schablonen können diese vor der Operation, nach gründlicher Desinfektion in einer CHX-Lösung, anprobiert werden. In unserem Fall passten die Schablonen im Ober- und Unterkiefer ideal und konnten durch die Perforationen auf spaltfreien Sitz überprüft werden (Abb. 13). Anschließend wurde im Oberkiefer minimalinvasiv der Kieferknochen freigelegt. In regio 25 erfolgte zunächst mit Hilfe von Piezo-Instrumenten die Spaltung des Knochens fast auf Bohrlänge, um im Anschluss mit einem kleinen Meißel leicht vorgedehnt zu werden. Anschließend erfolgte die Spiralbohrung geführt bis auf den gewünschten Durchmesser (Abb. 14). Im Oberkiefer wurde auf Grund relativ weichen Knochens auf den Gewindeschneider verzichtet. Das Implantat wurde anschließend ebenfalls mit Hilfe der Bohrschablone maschinell inseriert. In regio 27 erfolgte die geführte Spiralbohrung bis kurz vor die basale Kieferhöhlenbegrenzung. Ein Stopp im Bohrlöffel bestimmt hier die Bohrtiefe. Die restlichen ca. 2 mm Bohrtiefe wurden – ebenfalls mit angelegter Bohrschablone – mit einem Osteotom klopfend erreicht. Bis auf ein paar wenige Bohrspäne wurde auf weiteres Augmentationsmaterial verzichtet.

  • Abb. 13: Klinische Situation mit Navigationsschablone; Mini Flap wurde bereits durchgeführt.
  • Abb. 14: Pilotbohrung navigiert mit Bohrlöffel.
  • Abb. 13: Klinische Situation mit Navigationsschablone; Mini Flap wurde bereits durchgeführt.
  • Abb. 14: Pilotbohrung navigiert mit Bohrlöffel.

  • Abb. 15: Abschließender Nahtverschluss.
  • Abb. 15: Abschließender Nahtverschluss.

Vor maschineller Insertion der Implantate wurden mit den beigefügten Ausrichtungsstiften die korrekten Implantatpositionen überprüft. Auch hier erfolgte die Insertion maschinell durch die Schablone ohne Gewindevorschnitt. Das OP-Gebiet wurde anschließend mit 3 Einzelknopfnähten versorgt. Auf eine vertikale Entlastung konnte verzichtet werden (Abb. 15).

Im Unterkiefer musste nach erfolgreicher Anprobe der Schablone – auf Grund der geplanten Augmentation im bukkalen Bereich – großflächiger aufgeklappt werden. Das Bohrprotokoll erfolgte wie im Oberkiefer beschrieben. Nach maschinell geführter Insertion des Implantats wurde die Mobilität des Lappens durch eine Spaltung im basalen Bereich erhöht. Die freiliegenden Gewinde im bukkalen Bereich wurden nach minimalen kortikalen Perforationsbohrungen mit Geistlich Bio-Oss® und einer Geistlich Bio-Gide® Membran abgedeckt und versorgt. Anschließend konnte das OP-Gebiet spannungsfrei vernäht werden.

Postoperativ wurde anstelle eines OPGs ein DVT gefahren (Low-Dose-Modus). Diese Aufnahme dient nun der exakten postoperativen Ergebniskontrolle in Bezug auf die Implantatposition. Aufgrund eines Mini-Flaps im Oberkiefer zeigte die Patientin in den nächsten 7 Tagen bis zur Nahtentfernung fast keine postoperativen Schwellungen. Schmerzen oder Beschwerden traten ebenfalls nicht auf. Im Unterkiefer kam es zu einer leichten postoperativen schmerzlosen Schwellung auf Grund der augmentativen Maßnahmen. Die Patientin wurde antibiotisch über 3 Tage abgedeckt.

Postoperative Ergebniskontrolle

Für konkrete Vergleiche der prä- und postoperativen Situation bietet KaVo das OnDemand3D Zusatzmodul „Fusion“ an. Mit Fusion können zwei Volumen unterschiedlicher Größe und Auflösung zueinander referenziert werden. Als Ergebnis erhält man entweder ein einzelnes „verschmolzenes“ Volumen (sogenanntes „Stitching“) oder das zweite Volumen wird dem ersten koordinatenäquivalent angeglichen und als neues Volumen ausgegeben. Innerhalb des Fusion Moduls können exakte Messungen der veränderten Strukturen vorgenommen werden.

  • Abb. 16: Postoperative Ergebniskontrolle.

  • Abb. 16: Postoperative Ergebniskontrolle.
In Verbindung mit In2Guide erlaubt Fusion zusätzlich noch einen exakten Vergleich (inkl. Strecken und Winkelmessungen) der geplanten mit der realisierten Implantatposition. Die ursprüngliche Planung wird dabei dem koordinatenäquivalenten postoperativen Volumen überlagert.

So wurden auch in unserem klinischen Fall die realen Implantatachsen mit der Planung verglichen. Abbildung 16 zeigt dies am Beispiel des Oberkiefers. Implantat 27 zeigt entlang des Kieferknochens eine Abweichung von 1,7 Grad, Implantat 25 eine Abweichung von 0,5 Grad auf. Diese Messung kann auch in allen übrigen Ebenen durchgeführt werden.

Zusammenfassung

In einem vollständigen digitalen Workflow wurden die Implantatplanung und die chirurgische Durchführung an einem Patientenfall erläutert. Die Implantate 25, 27 und 47 wurden nach digitaler Vorplanung schablonengeführt inseriert. Zuvor erfolgten bei allen 3 Implantaten unterschiedliche unterschiedliche augmentative Maßnahmen (BoneSplit, interner Sinuslift, bukkaler Knochenaufbau mit Knochenersatzmaterial). Abschließend erfolgte durch ein postoperatives DVT im Low-Dose Modus die Ergebniskontrolle durch Überlagerung der tatsächlichen mit der vorher geplanten Position.

Fazit

Der hier beschriebene Workflow mit DVT, analog-digitaler Abformung, Wax-up, Implantatplanung und postoperativem DVT benötigt natürlich präoperativ einen etwas erhöhten Zeitaufwand. Allerdings kann die OP anschließend in den meisten Fällen deutlich minimalinvasiver und schneller durchgeführt werden. Weniger Schwellungen und Beschwerden sind die positiven Folgen für den Patienten. Auch können die Implantate prothetisch ideal vorgeplant und dementsprechend inseriert werden, wodurch sich die Wahrscheinlichkeit späterer Komplikationen verringert. Durch Aufbewahrung der Schablonen wird auch die spätere Freilegung bei subgingival einheilenden Implantaten deutlich erleichtert. Bei Einzelzahnimplantaten kommen die zusätzlichen Kosten (Modellanalyse, Wax-up, DVT, Fremdlaborkosten für die Schiene) natürlich deutlich mehr zu tragen. Ab drei Implantaten fallen diese allerdings nicht mehr so stark ins Gewicht und können sehr gut vertreten werden.

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Dr. Franz Xaver Wack - Dr. Denis Novakovic

Bilder soweit nicht anders deklariert: Dr. Franz Xaver Wack , Dr. Denis Novakovic


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