In-vitro Untersuchungen zum Einfluss der subgingivalen Lage präparierter Zahnflächen auf deren korrekte Erfassung mit Hilfe intraoraler Scanner
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Zusammenfassung
Die digitale Abformung der Zahnreihen ist mittlerweile ein fester Bestandteil der modernen Zahnmedizin. Im Gegensatz zu Laborscannern erlauben Intraoralscanner die Patientensituation direkt optisch zu erfassen und mit Hilfe spezieller Software virtuell dreidimensionale Modelle der Mundsituation zu generieren.
Die Anfertigung von passgenauem Zahnersatz setzt die formgetreue Digitalisierung aller relevanten Zahn- und Kieferareale voraus.
Zielsetzung:
In der vorliegenden in-vitro Studie sollte für drei handelsübliche intraorale Scanner geprüft werden inwieweit die subgingivale Lage der Präparationsgrenze und die angrenzenden präparierten Zahnflächen einen Einfluss auf die Zeichnungsschärfe und Formtreue der digitalisierten Zahnareale hat. Zudem sollte in einer Vorstudie für die digitale Überlagerungssoftware PolyWorks® geklärt werden, ob die für das korrekte digitale Überlagern erforderlichen, nicht in einer Fläche liegenden Orientierungspunkte, willkürlich gesetzt werden können.
Material und Methode:
Die Studie unterteilt sich in zwei Teilstudien.
Teilstudie A diente der Prüfung der Überlagerungssoftware PolyWorks®. Dazu wurde ein formstabiles Typ IV-Gipsmodell eines vollbezahnten Oberkiefers mit einem handelsüblichen Laborscanner (T710® der Firma Medit™) und drei handelsüblichen Intraoralscannern (TRIOS 3® - 3shape™; i700® - Medit™; CEREC Primescan ® - Dentsply Sirona™) unter Wahl verschiederener Orientierungspunkte mehrfach gescannt. Die Scans wurden anschließend anhand definierter Referenzpunkte miteinander verglichen.
Für die Teilstudie B wurde ein spezielles dimensionsstabiles Oberkiefermodell konstruiert und gefertigt, welches über Mikrometerschrauben die präzise Verschiebung eines präparierten Zahnes 16 in den drei Raumachsen gegenüber den restlichen Zähnen ermöglicht. Um Formveränderungen des Modells zu vermeiden, besteht das Kunstoffmodell im Kern aus einem stabilen Nichtedelmetall-Gerüst, welches mit den Keramikersatzzähnen festverklebt wurde.
Der Zahnstumpf 16 weist mesial, distal, palatinal und vestibulär unterschiedliche Präparationsformen auf und ist von einer Gingivamaske aus Silikon umfasst.
Ausgehend von einer äquigingivalen Lage der Präparationsgrenze wurde der Stumpf und damit die Präparationsgrenze in 0,5 mm Schritten nach apikal verlagert und dabei mit den drei Intraoralscannern jeweils dreimal gescannt. Die Scans wurden anschließend unter Verwendung der PolyWorks® Software miteinander digital verglichen.
Ergebnisse:
Die Ergebnisse der Teilstudie A belegen, dass die Funktion „Best-Fit“ der Vergleichssoftware PolyWorks® zu keinen artifiziellen Abweichungen der Scans führt. Daher ist die Nullhypothese, dass die für das korrekte Überlagern digitaler Scans erforderlichen Orientierungspunkte in der PolyWorks® Software ohne Qualitätsverlust willkürlich gesetzt werden können, anzunehmen.
Zusätzlich wurde für den Laborscanner anhand mehrfacher Scans mit einer maximalen Abweichung von 0,007 mm eine gute Reliabilität nachgewiesen.
Des Weiteren wurden die Scans mittels der Intraoralscanner an 28 ausgewählten Referenzpunkten hinsichtlich möglicher Abweichungen zum Masterscan untersucht.
Der Primescan® zeigte mit 0,22 mm die größten Divergenzen im Bereich des Frontzahnes 11, gefolgt vom TRIOS 3® mit einer mittleren Abweichung von 0,19 mm am Zahn 21. Die geringsten Divergenzen zeigte mit einer maximalen mittelwertigen Abweichung von 0,0548 mm am Zahn 24 der i700®. In der dem Ankerzahn gegenüberliegenden Region 26 und 27 zeigten die Scans der Intraoralscanner im Vergleich zum Referenzscan mittelwertige Abweichungen zwischen 0,657 mm und -0,134 mm in der z-Achse. Die Scans der Intraoralscanner waren demnach gegenüber dem Referenzscan im Frontzahnbereich geweitet und im Molarenbereich in der z-Achse deformiert dargestellt.
Die Ergebnisse der Teilstudie B belegen, dass eine weite Sulkusöffnung, sowie die gute Einsehbarkeit der zu erfassenden Bereiche Voraussetzung für eine korrekte Darstellung sind. Die mesial, deutlich konisch zulaufende Präparationsgrenze wurde bis zu einer subgingivalen Absenkung von 2,5 mm durch alle Intraoralscanner eindeutig erkennbar erfasst. Die vestibuläre, distale und orale Präparationsgrenze konnte hingegen ab 1,5 mm subgingivaler Lage mit Hilfe der Intraoralscanner nicht mehr eindeutig korrekt dargestellt werden.
Hinsichtlich der präzisen Erfassung der Präparationsgrenze zeigten die drei getesteten Intraoralscanner keine relevanten Unterschiede.
Ab einer apikalen Verlagerung von 3,5 mm konnte die distale und die vestibuläre Stumpffläche im unteren Drittel nicht mehr erfasst werden. Die mesiale und die orale Stumpffläche konnte hingegen bis zu einer maximalen Verlagerung von 5,0 mm ohne klinisch relevante Abweichungen durch alle drei Intraoralscanner digitalisiert werden.
Die Hypothese, dass die subgingivale Lage der Präparationsgrenze sowie Form und Morphologie des präparierten Zahnstumpfes keinen Einfluss auf die formkorrekte Erfassung mit Hilfe von intraoralen Scannern hat, ist daher abzulehnen.
Auch wenn subgingival tieferliegende, aber einsehbare Zahnflächen korrekt digitalisiert werden, kann die Präparationsgrenze bereits bei einer geringen subgingivalen Lage verrundet wiedergegeben werden.
Diskussion und Schlussfolgerung:
Die subgingivale Lage, die zirkuläre Ausformung der Präparationsgrenze, sowie die Einsehbarkeit des Sulkus haben einen Einfluss auf die digitale Erfassung mit intraoralen Scannern. So belegen auch die Ergebnisse dieser Studie, dass Zahnareale nur dann systembedingt korrekt digital erfasst werden können, wenn sie auch eindeutig visuell einsehbar sind. Die Einsehbarkeit einer subgingival liegenden Präparationsgrenze ist aber kein Garant für deren präzise Registrierung. Ob die Präparationsgrenze formgetreu erfasst und nicht verrundet dargestellt wurde, ist nur durch eine genaue Inspektion des am Bildschirm vergrößerten Scans erkennbar. Im Idealfall sollte diese Inspektion zeitnah durch den Behandler, welcher die Präparation durchgeführt hat, erfolgen. Ist die Präparationsgrenze zirkulär nicht eindeutig und vollständig visuell erkennbar oder deutlich subgingival gelegen, ist ein Sulkusmanagement erforderlich.
Die Ergebnisse belegen aber auch, dass ausgenommen der Gefahr einer fehlerhaften Darstellung der subgingivalen Präparationsgrenze steiler abfallende und deutlich unterhalb des Gingivalsaumes liegende Zahnflächen klinisch ausreichend präzise durch Intraoralscanner dargestellt werden, sofern diese einsehbar sind.
Trotz der Fortschritte in der Scantechnologie gibt es klinische Situationen, in denen analoge Abformungen den digitalen Verfahren deutlich überlegen sind. Dies gilt insbesondere für sehr tief subgingival liegende Präparationsgrenzen, weitspannige, über den Zahnbogen laufende festsitzende Konstruktionen und zahnlose Kieferabschnitte.
Abschließend ist zu betonen, dass die Ergebnisse dieser Studie hinsichtlich Präzision und Reliabilität strenggenommen nur für die drei verglichenen Intraoralscanner-Typen gelten. Zudem wurden in dieser in-vitro Studie klinische Faktoren wie Speichel und Blut nicht simuliert. Weiterführende in-vivo Studien sollten die in-vitro gewonnenen Erkenntnisse ergänzen.
Review
Metadaten
Beteiligte Personen
Supervisor:
Datum
Veröffentlicht: 2025-10-27
Fachbereich
FB20:Medizin
Sprache
de
Schlagwörter
Intraoral ScannerDigitale Abformung
DFG-Fächer
205-28 Zahnheilkunde; Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
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Moritz Gädicke: In-vitro Untersuchungen zum Einfluss der subgingivalen Lage präparierter Zahnflächen auf deren korrekte Erfassung mit Hilfe intraoraler Scanner. : 2025-10-27.
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