Angepasstes 3D-gedrucktes Titan-Gitter zur Regeneration eines komplexen Knochendefekts in der ästhetischen Zone: Ein Fallbericht mit einem vollständig digitalen Workflow

Zusammenfassung

Die Augmentation des Alveolarkamms, die ästhetischen Anforderungen im Frontzahnbereich und digitale Technologien sind wahrscheinlich die beliebtesten Themen im Bereich der Zahnimplantate. Ziel dieses Berichts ist es, einen klinischen Fall von schwerer Atrophie des anterioren Oberkiefers bei einer jüngeren Patientin vorzustellen, die mit einer maßgeschneiderten Titanmembran, die mit computergestütztem Design/Computergestützter Fertigung (CAD/CAM) erstellt wurde, gleichzeitig geführter Implantation und einem vollständig digitalen Workflow behandelt wurde. Eine junge Patientin mit einer Vorgeschichte von Oberkiefertrauma wurde behandelt und 1 Jahr nach der Implantation nachverfolgt. Ein schmales Implantat wurde in einer prothetisch geführten Position mit Hilfe der computergestützten Chirurgie eingesetzt. Im selben chirurgischen Abschnitt wurde ein maßgeschneiderter implantierbarer Titan-Gitter eingesetzt. Das Gerüst wurde entsprechend der kontralateralen Oberkieferkontur entworfen, um ein günstiges Volumen des Oberkieferknochens wiederherzustellen. Schließlich wurden hochästhetische, CAD/CAM, metallfreie Restaurationen unter Verwendung neuartiger digitaler Technologien geliefert.

Einführung

Im Falle eines fraglichen Zahns mit ungewisser Prognose muss der Kliniker entscheiden, ob er den Zahn behandeln oder ihn extrahieren und ein Implantat einsetzen soll. Obwohl vorläufige Ergebnisse aus einer randomisierten kontrollierten Studie darauf hindeuten, dass die Nachbehandlung von Zähnen und der Ersatz durch Implantate ähnliche Erfolgsraten aufwiesen, wurde der natürliche Zahn aufgrund der Ästhetik des Weichgewebes bevorzugt. Im Falle von hoffnungslosen oder fehlenden Zähnen müssen die benachbarten Zähne konturiert und umgeformt werden, indem Zahnschmelz entfernt wird, um Platz für eine zu zementierende Krone zu schaffen. Zahnimplantate sind der Goldstandard in der Behandlung von partiellen zahnlosen Bögen. Dennoch müssen mit zunehmenden Zahnimplantatbehandlungen komplexere Fälle angegangen werden. Implantatgestützte Restaurationen erfordern angemessene Volumina von hartem und weichem Gewebe an der vorgesehenen Implantatstelle. Eine große Sorge in den anterioren Bereichen sind die unzureichenden mesiodistalen und/oder buccolingualen Knochenmaße, während die posterioren Bereiche häufig von unzureichender vertikaler Knochenhöhe betroffen sind. Mehrere minimalinvasive Verfahren wurden für die Behandlung der hinteren Kiefer vorgeschlagen, aber die Behandlung der anterioren Bereiche bleibt eine Herausforderung. Die geführte Knochenregeneration mit resorbierbaren Membranen und Xenotransplantaten hat sich als eine praktikable Option zur Rehabilitation von Knochendefekten mit Zahnimplantaten erwiesen.

Obwohl eine einzelne, implantatgestützte Restauration nur einen kleinen Teil des gesamten Zahnbogens betrifft, erfordern gute ästhetische Ergebnisse eine korrekte Diagnose und eine prothetisch gesteuerte Implantatplatzierung. In den letzten Jahren ist die computerbasierte, schablonengestützte Chirurgie, auch als geführte Chirurgie bezeichnet, in der Zahnheilkunde immer beliebter geworden. Neben den klaren Vorteilen der geführten Chirurgie, wie geringeren postoperativen Schmerzen und Schwellungen, wurde in einer randomisierten kontrollierten Studie mit 5 Jahren Nachbeobachtung weniger marginaler Knochenverlust beobachtet.

Es gibt mehrere wesentliche Faktoren, die zur Entwicklung von prothetisch gesteuerten, implantatgestützten Restaurationen beitragen. Dazu gehören eine umfassende Diagnose; eine präzise virtuelle Implantatplanung, basierend auf einem prothetischen Setup; die verbesserte Genauigkeit der Drucktechnologien; und die globale Integration mit anderen digitalen Technologien. Implantatbehandlungen im Frontzahnbereich erfordern oft einen integrierten Ansatz, einschließlich kieferorthopädischer Behandlungen oder geführter Knochenregeneration am vorgesehenen Implantatstandort. Die präoperative Bewertung umfasst Querschnittsbildgebung (Cone-Beam-Computertomographie, CBCT), digitale oder digitalisierte Studienmodelle und integrierte Entscheidungsfindung mit den Patienten.

Das Ziel dieser Forschung war es, einen klinischen Fall von schwerer Atrophie des anterioren Oberkiefers bei einer jüngeren Patientin vorzustellen, die mit einem maßgeschneiderten Titan-Gittergerüst behandelt wurde, das durch computergestützte Planung/Computergestützte Fertigung (CAD/CAM) erstellt wurde, gleichzeitiger Implantation und einem vollständig digitalen Workflow.

Fallbericht

Eine 19-jährige Frau mit einem fehlenden maxillaren rechten zentralen Schneidezahn und schwerer Knochenatrophie wurde zur implantatgestützten Rehabilitation des fehlenden Zahns an eine private Zahnarztpraxis überwiesen. Der zentrale Schneidezahn ging vor 10 Jahren aufgrund eines Autounfalls verloren, bei dem auch die Verlust der bukkalen Knochenplatte und ein Riss der Oberlippe auftraten. Aufgrund des jungen Alters der Patientin zum Zeitpunkt der Verletzung wurde eine kunstharzgebundene festsitzende Zahnprothese ohne zusätzliche Behandlung eingesetzt. Die Patientin war jedoch mit dieser vorübergehenden Lösung aufgrund ständiger Ablösungen und schlechter Ästhetik unzufrieden.

Bei der ersten Untersuchung wurden digitale Röntgenaufnahmen, intraorale digitale Abdrücke (Medit i500, Medit Corp., Seoul, Korea) und Bilder zunächst aufgenommen. Die intraoralen digitalen Abdrücke wurden mit einer Filterung der Stufe 2 und einer Tiefe von 17,0 mm gemäß den Richtlinien des Herstellers genommen. Bei der intraoralen Untersuchung wurden eine hohe Lächellinie, ein schwerer Knochendefekt und ein schwerer Tiefbiss festgestellt. Als Folge war die temporäre Restauration immer instabil. Die Patientin berichtete auch von ästhetischen Bedenken aufgrund des schweren Knochendefekts (unterstützte Weichgewebe, Abbildung 1), kompliziert durch die hohe Lächellinie.

Um die temporäre Restauration so stabil wie möglich zu machen, wurde sie an benachbarten Zähnen befestigt, was jedoch die Ästhetik verschlechterte und die Möglichkeit der Aufrechterhaltung einer guten Mundhygiene reduzierte, was zu chronischen Entzündungen des Weichgewebes führte.

Zu diesem Zeitpunkt wurde sofort ein CBCT-Scan in der Praxis durchgeführt. Die STL-Dateien, die aus dem intraoralen Abdruck abgeleitet wurden, und die DICOM-Dateien, die aus dem CBCT-Scan abgeleitet wurden, wurden dann sofort in spezielle Software (3Diagnosys, RealGUIDE 5.0, 3DIEMME Srl, Cantù, Italien) importiert. Eine vorläufige virtuelle Implantatplanung wurde basierend auf einem virtuellen Wachsmodell durchgeführt. Die Planung wurde dem Patienten und ihren Eltern gezeigt, um die Notwendigkeit einer Alveolarkammaugmentation zur Korrektur des horizontalen Knochendefekts und zur Platzierung des Implantats in der richtigen, prothetisch geführten Position zu erklären. Bei der CBCT-Analyse war kein vertikaler Defekt vorhanden, aber eine Dicke von 4 mm auf der Krestenebene wurde festgestellt (Abbildung 2).

Der Patient verstand, dass die Augmentation des Alveolarkamms die einzige Option zur Lösung der ästhetischen Probleme war. Eine neue, harzgebundene, feste Zahnprothese sowie eine Brücke, die auf den umgestalteten Nachbarzähnen zementiert wurde, wurden aus den oben genannten ästhetischen Gründen ausgeschlossen. Unter Berücksichtigung des jungen Alters des Patienten, günstiger Lebensstilfaktoren (kein Rauchen oder Alkohol) und des Fehlens von Pathologien wurde die gleichzeitige Implantation und Augmentation des Alveolarkamms mit einem CAD/CAM-angepassten Titannetz vorgeschlagen. Der Patient wurde über die Natur der Studie informiert und gab seine schriftliche Zustimmung zu den chirurgischen und prothetischen Verfahren sowie zur Verwendung aller radiologischen und klinischen Daten zur Veröffentlichung. Die in der Helsinkier Deklaration von 2013 verkörperten Prinzipien wurden strikt eingehalten. Dieser Fallbericht ist Teil einer zuvor veröffentlichten Fallserie.

Eine neue, harzgebundene, feste Zahnprothese wurde geliefert, und eine professionelle Mundhygiene-Behandlung wurde durchgeführt. Zwei intraorale digitale Abdrücke (Medit i500, Medit Corp., Seoul, Korea) wurden mit und ohne die neue temporäre Prothese, die als prothetisches Setup verwendet wurde, erneut genommen. Anschließend wurde die virtuelle Implantatplanung durchgeführt. Das Implantat wurde in der prothetisch gesteuerten Position geplant, die für eine schraubengehaltene Restauration geeignet ist, unabhängig vom verbleibenden Knochen. Nach der virtuellen Implantatplanung wurde das Projekt exportiert, und ein CAD/CAM-Titannetz wurde virtuell basierend auf den Eigenschaften einer vermarkteten Membran (OssBuilder, Osstem Implant Co. Ltd., Seoul, Korea) entworfen. Das angepasste Titannetz wurde von einem erfahrenen CAD-Designer mit spezieller Software (exocad DentalCAD, exocad, Darmstadt, Deutschland) basierend auf der Kontur und Form des kontralateralen anterioren Oberkiefers entworfen (Abbildungen 3 und 4, New Ancorvis Srl, Bargellino, Calderara di Reno, Italien).

Die chirurgischen und prothetischen Verfahren wurden von einem erfahrenen Kliniker (MT) durchgeführt, der in der implantatbasierten Therapie zertifiziert ist. Der Patient erhielt 2 g Amoxicillin 1 Stunde vor der Operation (Zimox, Pfizer, Rom, Italien) und dann 1 g zweimal täglich für 8 Tage. Unmittelbar vor der Operation spülte der Patient mit einer 0,2%igen Lösung von Chlorhexidin (Curasept, Curaden Healthcare, Saronno, Varese, Italien) für 1 Minute, und ein steriler chirurgischer Tuch wurde aufgetragen, um den chirurgischen Bereich zu desinfizieren. Die lokale Anästhesie wurde mit einer Articainlösung (4%) mit Epinephrin (1:100.000; Ubistein, 3M ESPE, Mailand, Italien) induziert. Ein mittiger Schnitt in das keratinisierte Gewebe wurde mit einem chirurgischen Skalpell Nr. 15c gemacht, und dann wurde ein Volldickentuch angehoben. Zwei vertikale Schnitte wurden zwei Zähne entfernt von dem Bereich gemacht, der augmentiert werden sollte. Der Empfängerbereich wurde dann sorgfältig gereinigt. Das Implantat (Osstem TSIII 3,0 mm Durchmesser, Osstem Implant Co., Ltd., Seoul, Korea) wurde unter Verwendung einer chirurgischen Schablone ohne metallische Hülsen mit Hilfe eines chirurgischen Kits, das für schmale Implantate (OneMS, Osstem Implant Co., Ltd., Seoul, Korea) konzipiert wurde, gemäß einem vollständig geführten Ansatz eingesetzt. Nach der Implantation wurde autogenes Knochenmaterial von demselben chirurgischen Bereich entnommen, unter Verwendung eines kortikalen Knochenkollektors (Safe Scraper, Micross, Meta, Reggio Emilia, Italien). Eine Mischung aus anorganischem Rinderknochen (Bio-Oss, Geistlich Biomaterials Italia, Thiene, Vicenza, Italien) und autogenem Knochen im Verhältnis 1:1 wurde mit der buccalen Knochenplatte ausgerichtet, um den Knochendefekt vollständig zu füllen (Abbildung 5).

Das CAD/CAM, maßgeschneiderte, 3D-gedruckte Titannetz (New Ancorvis Srl. Calderara di Rone, Italien) wurde auf der bukkalen Seite angewendet und mit zwei Titanstiften (Supertack, MC Bio, Lomazzo, Como, Italien) fixiert. Das Titannetz wurde nicht steril geliefert und vor der Operation mit dem „Universalprogramm“ (134 ◦C, 2,1 bar, für 30 Minuten; Vacuklav 40 B+ Evolution, MELAG Medizintechnik GmbH & Co., Berlin, Deutschland) dampfsterilisiert. Ein periostaler Schnitt zwischen den beiden vertikalen Schnitten wurde durchgeführt, um zu ermöglichen, dass der Lappen ohne Spannung geschlossen werden kann. Der Lappen wurde schließlich mit einer zweireihigen Naht genäht. Zuerst wurden horizontale Matratzennähte (4-0 Vicryl, Ethicon, Johnson & Johnson, Pomezia, Italien) 4,0 mm von der Schnittlinie platziert; anschließend wurden einzelne unterbrochene Nähte nahe den Rändern der Lappen (5-0 Polytetrafluorethylen (PTFE), Fidenza, Italien) gesetzt. Vertikale Schnitte wurden mit einzelnen, unterbrochenen Nähten genäht. Nach dem chirurgischen Eingriff wurde ein periapikales Röntgenbild aufgenommen und die harzgebundene, feste Zahnprothese zementiert.

Postoperativ wurden 80 mg Ketoprofen (Oki, Dompé, Mailand, Italien) nach Bedarf verschrieben. Dexamethason (Desoren, Rekah Pharmaceutical Products, Holon, Israel) wurde perioperativ (4 mg) verabreicht. Der Patient wurde angewiesen, die chirurgische Wunde 2 Wochen lang nicht zu putzen, mit 0,2% Chlorhexidin (Curasept SpA, Saronno, Italien) zu spülen und 4 Wochen lang eine weiche Kost einzuhalten.

Nach einer 4-monatigen unkomplizierten Heilungsphase (Abbildungen 6 und 7) wurde eine zweite Operation durchgeführt, um das Titannetz zu entfernen (Abbildung 8).

Um den Heilungsprozess zu beschleunigen, wurde autogenes plättchenreiches Fibrin (PRF) vorbereitet und auf den rekonstruierten Knochen aufgetragen.

Eine neue temporäre Restauration wurde mit Schrauben am osseointegrierten Implantat befestigt. Drei Monate später (Abbildung 9) wurde der benachbarte linke zentrale Schneidezahn für ein keramisches Veneer vorbereitet, und ein definitiver digitaler intraoraler Abdruck wurde genommen, wobei ein digitaler Scan-Körper (Abbildungen 10 und 11, Osstem Implant Co., Ltd., Seoul, Korea) auf das Implantat geschraubt wurde, um die Position des Implantats aufzuzeichnen.

Physische Modelle (Mastermodell und Antagonist) wurden erstellt (Modellersteller, Exocad) und gedruckt (ProJet MJP 2500 Plus mit VisiJet M2R-TN, 3D System Inc., Rock Hill, SC, USA). Ein spezieller Digital Lab Analog (Osstem Implant Co., Ltd., Seoul, Korea) und sogar ein abnehmbarer individueller Abutment wurden dann in das Mastermodell eingebaut.

Schließlich wurde eine CAD/CAM, hybride, Zirkonrestauration—geschichtet mit feldspatkeramischer Keramik und an einem Titanabutment außerhalb des Mundes des Patienten befestigt (Ti Link Abutment, Osstem Implant Co., Ltd., Seoul, Korea)—mit 20 Ncm, zweimal (e-Driver, Osstem Implant Co., Ltd., Seoul, Korea) auf das Implantat geschraubt. Eine feldspatkeramische Verblendung wurde gemäß den Anweisungen des Herstellers (Kuraray Noritake Dental, Mailand, Italien) mit PANAVIA V5 Zement auf den benachbarten zentralen Schneidezahn zementiert (Abbildungen 12 und 13).

Der Patient wurde 1 Jahr nach der Implantation nachverfolgt (Abbildungen 14–16). Röntgenaufnahmen zeigten eine erfolgreiche peri-implantäre Knochenremodellierung und -erhaltung bis zu 1 Jahr nach der Implantation (Abbildung 17).

Diskussion

Ein ausreichendes Knochenvolumen ist entscheidend für die Erreichung langfristig günstiger Ästhetik und Funktion einer implantatgetragenen Restauration. Der vorliegende Fallbericht beschreibt einen klinischen Fall mit schwerer Atrophie des anterioren Oberkiefers bei einer jungen Patientin, die mit einer CAD/CAM-angepassten Titanmembran und gleichzeitiger Implantatplatzierung behandelt wurde. Nach dem besten Wissen der Autoren ist dies der erste Fall, der gemäß einem vollständig digitalen Workflow behandelt wurde, einschließlich geführter Implantatplatzierung, einer angepassten CAD/CAM-Titanmasche und einer angepassten CAD/CAM, metallfreien Restauration. Die Hauptunterschiede zu einem vorherigen, ähnlichen Bericht bestehen darin, dass ein angepasstes, implantierbares Titanmaschengerüst zur Platzhalterhaltung verwendet wurde, anstelle einer zell-okkulsiven Barrieremembran für die Alveolarkammaugmentation. Dieser Fall ist bemerkenswert für die Kombination vollständig digitaler Lösungen, wie geführte Implantatplatzierung, Alveolarkammaugmentation mit einer angepassten Titanmasche und die Herstellung der endgültigen Restaurationen mit gedruckten physischen Modellen.

Obwohl die Konzepte der geführten Geweberegeneration und der geführten Knochenregeneration ursprünglich darauf basierten, Zellen auszuschließen, die nicht in der Lage sind, Knochen zu bilden, scheint die Verwendung von zell-okkusive Membranen keine absolute Voraussetzung für die Knochenregeneration zu sein, wie im präsentierten Fall gezeigt. Zahlreiche Autoren haben über die Augmentation des Alveolarkamms ohne die Verwendung einer zell-okkusive Barrierekonstruktion berichtet, insbesondere wenn biologische Verstärker wie BMP-2 eingesetzt werden.

Die Verwendung eines maßgeschneiderten Titan-Gittergerüsts hat sich als effizient erwiesen, um die Augmentation des Alveolarkamms zu leiten und zu unterstützen, indem der Platz für das Wachstum neuen Knochens gemäß einer vorab festgelegten Form erhalten bleibt. Darüber hinaus ermöglicht das maßgeschneiderte Titan-Gitter eine Reduzierung der Operationszeit ohne komplexe Anpassungen. Digitale Technologien haben die zahnärztlichen Arbeitsabläufe revolutioniert und die Qualität sowie die Effizienz der Behandlungen verbessert. Im vorliegenden Fall wurden die Form und der Umriss der maßgeschneiderten Membran basierend auf dem kontralateralen maxillären Volumen erhalten.

Vor einigen Jahren veröffentlichten Park und Mitautoren eine vorläufige Bewertung von dreidimensionalem, vorgeformtem Titan-Gitter zur Behandlung von peri-implantären alveolären Knochendefekten. Gute Erfolgsraten bei Implantaten und Überlebensraten von Prothesen wurden beobachtet. Darüber hinaus waren die histologischen Befunde günstig, mit 80 % vitalem Knochen, 5 % fibrösem Knochenmarkgewebe und 15 % verbleibendem Allograft in einer Probe, die 4 Monate nach der Implantation und der gestuften, geführten Knochenregeneration entnommen wurde. Obwohl diese Forschung nur einen Fallbericht darstellt, wurde ein CAD/CAM-angepasstes Titan-Gitter mit einem ähnlichen Design und ähnlichen Eigenschaften verwendet. Dieser Fall eröffnete die Möglichkeit, im Voraus die Menge an Knochen zu bestimmen, die augmentiert werden muss, wodurch die Notwendigkeit einer Auswahl des Membrantypus vermieden wird. Darüber hinaus konnten umfangreichere Defekte behandelt werden. Tallarico et al. veröffentlichten kürzlich eine prospektive Fallserie, die dasselbe dreidimensionale, vorgeformte Titan-Gitter in Kombination mit geführter Implantation bewertete; vielversprechende Ergebnisse wurden berichtet, die die Anwendbarkeit der computerassistierten, schablonengeführten Implantation erweiterten. Die geführte Chirurgie hat hervorragende Ergebnisse in Bezug auf die Genauigkeit gezeigt. Dies ist auf die Verbesserung der Qualität der digitalen Technologien zurückzuführen. Mit hochwertigen 3D-Druckern können chirurgische Schablonen mit höherer Genauigkeit hergestellt werden als die, die mit Schablonen der alten Generation mit metallischen Hülsen produziert wurden. Die Autoren sind der Meinung, dass die Kombination eines prothetisch gesteuerten Ansatzes mit einem maßgeschneiderten CAD/CAM-Titan-Gitter eine praktikable Behandlungsoption darstellen könnte, die vorhersehbarere Ergebnisse ermöglicht. Die Hauptbeschränkung der vorliegenden Studie besteht darin, dass es sich nur um einen Fallbericht mit einer Nachbeobachtungszeit von 1 Jahr handelt. Dennoch könnte dieser Fall weitere randomisierte kontrollierte Studien mit größeren Stichprobengrößen und längerer Nachbeobachtungszeit anregen.

Schließlich werden CAD/CAM-Technologien bereits weit verbreitet in der Herstellung von Zahnprothesen eingesetzt. Die Hauptstärke des vorliegenden Falls liegt wahrscheinlich darin, dass er nach einem vollständig digitalen Ansatz behandelt wurde. Intraorale Scanner (IOS) sind in der täglichen klinischen Praxis unverzichtbar geworden, mit zunehmender Genauigkeit. In der vorliegenden Studie wurde ein IOS erfolgreich in allen chirurgischen und prothetischen Phasen eingesetzt, von der initialen Diagnose bis zur Lieferung der endgültigen Restauration. Mit Hilfe von CAD/CAM-Digitaltechnologien wurde ein gedrucktes Modell mit einem abnehmbaren Abutment für den natürlichen Zahn und einem neu entwickelten Digital Lab Analog für das Implantat hergestellt. Auf diese Weise kann ein Zahntechniker traditionelle und innovative digitale Technologien kombinieren, um gute ästhetische Ergebnisse zu erzielen.

Fazit

Mit den Einschränkungen eines einzelnen Fallberichts ist die wichtigste „Lernlektion“ aus diesem Fallbericht, dass ein vollständig digitaler Ansatz zur Behandlung ästhetischer, komplexer Knochendefekte im anterioren Oberkiefer zufriedenstellende Ergebnisse liefern kann. Die zweite „Lernlektion“ ist, dass eine angemessene Lernkurve sowie ein gut ausgebildetes Team erforderlich sind, aufgrund der scheinbar umfangreichen Anwendungen neuer digitaler Technologien.

Marco Tallarico, Chang-Joo Park, Aurea Immacolata Lumbau, Marco Annucci, Edoardo Baldoni, Alba Koshovari und Silvio Mario Meloni

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