Lektion 12: Digitale Workflows: Von Intraoralscan und Set-Up bis zum 3D-Druck in der Kieferorthopädie

A. Klinische Relevanz
Die Digitalisierung hat die Kieferorthopädie revolutioniert. Der traditionelle Weg über Abdruck, Gipsmodell und manuelle Modell-Analyse wird zunehmend durch vollständig digitale Prozesse abgelöst. Dieser Workflow bietet nicht nur enorme Effizienzgewinne, sondern eröffnet auch völlig neue Möglichkeiten in Diagnostik, Planung, Therapie und Kommunikation. Das Verständnis der einzelnen Schritte ist essenziell, um die Qualität der digitalen Daten zu beurteilen und die Potenziale voll auszuschöpfen.

B. Detailliertes Fachwissen
1. Die Stufen des digitalen Workflows

Ein typischer digitaler Workflow durchläuft folgende Schritte:

1. Datenerfassung: Intraoralscan (IOS)

2. Diagnose & Planung: Virtuelles Set-Up am Computer

3. Ausgabe: 3D-Druck oder Fräsen

4. Dokumentation & Kommunikation: Digitale Patientenakte

2. Der Intraoralscan (IOS) – Der digitale Abdruck

• Technologie: Meist auf der Basis von konfokaler Mikroskopie oder Strukturlicht. Ein Scanner erfasst berührungsfrei Millionen von Punkten in der Mundhöhle und erstellt ein hochpräzises, farbiges 3D-Modell (eine .STL- oder .PLY-Datei).

• Vorteile gegenüber konventionellen Abdrücken:

  • Patientenkomfort: Kein Würgereiz, kein Geschmack.

  • Sofortige Qualitätskontrolle: Der Behandler sieht sofort, ob alle Bereiche erfasst sind und kann ggf. sofort nachscannen.

  • Digitale Archivierung: Modelle gehen nicht verloren oder kaputt.

  • Einfache Weitergabe an Labore oder Kollegen.

3. Das virtuelle Set-Up – Das Herzstück der Planung

Auf Basis der Intraoralscans wird die gesamte Behandlung am Computer geplant.

• Software: Herstellerspezifisch (z.B. Invisalign ClinCheck, SureSmile, 3Shape).

• Durchführung: Der Kieferorthopäde oder ein technischer Angestellter “schneidet” virtuell die Zähne aus dem Scan aus und positioniert sie in die Zielposition (ideale Okklusion, Ästhetik). Dieser Prozess wird Set-Up genannt.

• Planungsmöglichkeiten:

  • Festlegung aller Zahnbewegungen in 3D.

  • Simulation des Behandlungsverlaufs (Staging).

  • Planung von IPR (Menge und Zeitpunkt).

  • Platzierung und Design von Attachments.

  • Festlegung von Precision Cuts für Gummizüge.

4. Die Ausgabe: 3D-Druck und Fräsen

Sobald das Set-Up fertig ist, werden die Daten in die physikalische Welt übertragen.

• Für Aligner: Aus dem finalen Set-Up wird eine Serie von virtuellen Modellen generiert – eines für jeden Aligner in der Serie. Diese Modelle werden via 3D-Druck (meist mittels SLA- oder DLP-Technologie) in Harz ausgedruckt. Auf diese gedruckten Modelle wird dann eine Kunststofffolie im Vakuumziehverfahren gezogen – das ist der fertige Aligner.

• Für festsitzende Apparaturen:

  • Individuelle Bögen: Aus dem Set-Up können robotergefertigte, individuell gebogene Bögen (z.B. SureSmile) hergestellt werden.

  • Indirektes Bonding: Es werden 3D-gedruckte Schablonen hergestellt, die es erlauben, alle Brackets in einer Sitzung präzise und in der idealen Position auf die Zähne zu kleben.

C. Klinische Anwendung & Fallbeispiele

Fallbeispiel 1: Die Überprüfung des ClinCheck-Set-Ups

• Szenario: Ein Behandler erhält den virtuellen Behandlungsplan (ClinCheck) für einen Aligner-Patienten vom Labor.

• Analyse: Der Behandler muss den Plan nicht einfach abnicken, sondern kritisch überprüfen und ggf. modifizieren.

• Klinische Konsequenz & Vorgehen: Der Behandler prüft am Bildschirm:

  • **Ist die Zielokklusion korrekt? (Klasse I, korrekte Überbissverhältnisse)

  • **Ist das Staging biomechanisch sinnvoll? Werden die Bewegungsgrenzen pro Aligner eingehalten?

  • **Sind die Attachments optimal platziert und geformt für die geplanten Bewegungen?

  • Ist das geplante IPR ausreichend/notwendig?
    Bei Unstimmigkeiten schickt der Behandler den Plan mit Kommentaren zurück und fordert ein Re-Set-Up.

Fallbeispiel 2: Indirektes Bonding mit 3D-gedruckten Schablonen

• Szenario: Bei einem Patienten mit starker Zahnfehlstellung sollen Keramikbrackets eingesetzt werden.

• Analyse: Die präzise Platzierung der Brackets bei schiefstehenden Zähnen ist klinisch schwierig.

• Klinische Konsequenz & Therapie der Wahl: Es wird ein indirektes Bonding mit digitaler Vorplanung durchgeführt.

  1. Ein Intraoralscan wird erstellt.

  2. Am Computer werden alle Brackets in der idealen Position auf den virtuellen Zähnen platziert.

  3. Es wird eine dünne, durchsichtige Kunststoffschablone im 3D-Druck hergestellt, die exakt auf die Zähne passt und Aussparungen für die Brackets hat.

  4. In der Praxis werden die Brackets in die Schablone eingesetzt, mit Komposit gefüllt und die Schablone wird auf die Zähne gesetzt. So werden alle Brackets gleichzeitig und millimetergenau in der optimalen Position befestigt. Dies spart Zeit und verbessert die Behandlungsergebnisse.

Fallbeispiel 3: Digitale Fernbehandlung (Teleorthodontics)

• Szenario: Ein Patient wohnt sehr weit entfernt. Die initiale Diagnostik soll digital erfolgen.

• Analyse: Moderne Scanner und Software ermöglichen eine ortsunabhängige Zusammenarbeit.

• Klinische Konsequenz & Vorgehen:

  1. Ein Zahnarzt vor Ort erstellt einen vollständigen Intraoralscan inklusive Okklusionsaufnahme.

  2. Diese Daten werden an den Kieferorthopäden geschickt.

  3. Der Kieferorthopäde erstellt basierend auf den Scans die Diagnose und den Behandlungsplan.

  4. Die geplanten Aligner oder Bonding-Schablonen werden an den Zahnarzt vor Ort geschickt.
     Dieser Workflow erhöht die Reichweite der Fachbehandlung erheblich.