Ein digitaler Workflow zur einzeitigen Versorgung mit individuellen Stiftaufbauten

Das Ziel der vorliegenden Studie war es, einen digitalen Workflow zur einzeitigen Versorgung mittels individuellen Stiftaufbaus aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff im Laborversuch zu entwickeln und anschließend auf die klinische Situation zu übertragen.
Zunächst erfolgten die Laborversuche an 30 extrahierten Prämolaren, aufgeteilt auf zwei Gruppen (konventioneller und digitaler Herstellungsprozess), wobei der konventionelle Workflow als Kontrollgruppe für den entwickelten digitalen Workflow diente. Für den CAD/CAM-Workflow wurden die stiftaufbereiteten Zähne mittels Intraoralscanner (Primescan) digitalisiert und anhand des Datensatzes ein Stiftaufbau aus einem glasfaserverstärkten CAD/CAM-Kunststoff (Trinia) gefräst. Im konventionellen Workflow wurde eine indirekte Stiftabformung durchgeführt und zur Herstellung eines gegossenen Stiftaufbaus aus Nichtedelmetall an ein kommerzielles zahntechnisches Labor übermittelt. Die Abweichungen zwischen konventioneller und digitaler Abformung wurden in einer externen Analysesoftware an neun Stellen pro Zahn gemessen. Die Passgenauigkeit der Stiftaufbauten aus beiden Gruppen wurde mit einem standardisierten Fragebogen ermittelt. Die eingesetzten Stiftaufbauten wurden für insgesamt 1,2 Millionen Zyklen einer mechanischen Belastungsprobe im Thermowechselbad unterzogen.
Die statistische Auswertung der Ergebnisse zeigte keinen signifikanten Unterschied bei den Abweichungen zwischen der digitalen und der konventionellen Stiftabformung im koronalen und mittleren Wurzelbereich (p > 0,05). Jedoch zeigten sich im apikalen Bereich signifikant höhere Abweichungen zwischen den Abformmethoden als im koronalen und mittleren Wurzelbereich (p < 0,001). Darüber hinaus wurde für die gefrästen Stiftaufbauten eine hoch signifikant bessere Passgenauigkeit (p < 0,001) beschrieben. Die Korrekturen, die in den Laborversuchen notwendig waren, um den Stiftaufbau in Sollposition zu bringen, waren für die gegossenen Stiftaufbauten signifikant höher (p < 0,05). Die Ergebnisse der Laborversuche zeigten hinsichtlich der Überlebensrate für das verwendete CAD/CAM-Material – verglichen mit den konventionell gegossenen Stiftaufbauten aus Nichtedelmetall – einen signifikanten Unterschied unter thermozyklischer Wechsellast (p < 0,05).
Zur Validierung der Laborversuche wurde der entwickelte Workflow auf die klinische Situation übertragen und eine Untersuchung an 30 Zähnen durchgeführt, die im Rahmen einer prothetischen Versorgung eine Stiftversorgung benötigten. Für jeden Zahn wurden ein gegossener Stiftaufbau mittels indirekter Stiftabformung und ein gefräster Stiftaufbau mittels direkter Digitalisierung hergestellt. Die Untersuchung der Abweichungen beider Abformmethoden und die Bewertung der Passgenauigkeiten der Stiftaufbauten mittels Fragebogen erfolgte analog zu den Laborversuchen.
Die statistische Auswertung der klinischen Ergebnisse zeigte ebenfalls keine signifikanten Abweichungen zwischen konventioneller und digitaler Abformung im koronalen und mittleren Wurzelbereich (p > 0,05). Die Abweichungen im apikalen Bereich zeigten – analog zu den Laborversuchen – einen signifikanten Unterschied zu den koronalen und apikalen Messpositionen (p < 0,001 / p < 0,05). Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse bezüglich der gefrästen Stiftaufbauten eine signifikant bessere Passgenauigkeit (p < 0,05). Anders als in den Laborversuchen wurde ein hoch signifikanter Unterschied zwischen den Abformmethoden festgestellt, wobei die digitale Abformung weniger fehleranfällig und vorhersehbarer war als die konventionelle (p < 0,001).
Die Untersuchungen zeigten, dass der digitale Workflow zur einzeitigen Versorgung mittels individuellen Stiftaufbaus sowohl in Laborversuchen als auch klinisch anwendbar ist. Aim of this presented study was to develop a digital workflow for customized post and cores made of a glass-fibre reinforced resin to be able to be used in only one treatment session. Therefore, a CAD/CAM workflow was developed in an in-vitro setup and subsequently transferred to clinical situation.
For the in-vitro study 30 extracted premolars were divided in two groups (conventional and digital workflow). The conventional workflow served as the control group, in which indirect post impressions were taken and transferred to a commercial dental laboratory for the fabrication of cast post and cores made out of non-precious alloy (Wirobond C). For the digital workflow an intraoral scanner (Primescan) was used to scan the root canal and design the post and cores (CAD). Based on the data set, the post and cores were manufactured in a milling unit out of a glass fibre-reinforced resin block (Trinia) (CAM). The discrepancies between the conventional and the digital impressions were measured in an external analysis software (GOM Inspect) at nine defined positions per tooth. The fitting accuracy of both groups (cast and milled post and cores) was determined using a standardised questionnaire. The inserted post and cores were exposed to a mechanical stress test in a chewing simulator for a total of 1.2 million cycles.
The statistical results showed no significant difference in the discrepancies between the digital and conventional post impressions in the coronal and middle root region (p > 0.05). However, there were significantly higher discrepancies between the impression methods in the apical region than in the coronal and middle root region (p < 0.001). In addition, a highly significant better accuracy of fit (p < 0.001) was described for the milled post and cores. In-vitro the required corrections to get the post and core in final position were significantly higher for the conventional cast group (p < 0.05). Moreover, there were significant differences concerning the simulated survival rate of both investigated material groups under thermocycling (p < 0.05).
To validate the results of the in-vitro study, the developed workflow was transferred to the clinical situation by conducting 30 teeth that required a post restoration as part of the prosthetic treatment. For each tooth, a cast post and core was fabricated following the conventional workflow and a milled post and core was fabricated following the digital workflow. The examination of the discrepancies between both impression methods and the evaluation of the accuracy of fit of the post and cores by means of a questionnaire was carried out in line with the in-vitro study.
The statistical evaluation of the clinical results revealed no significant discrepancies between conventional and digital impressions in the coronal and middle root area (p > 0.05). According to the in-vitro study the apical area showed a significant difference to the other measuring positions (p < 0.001 / p < 0.05). Furthermore, the milled post and core showed a significantly better accuracy of fit (p < 0.05). In contrast to the in-vitro study, a highly significant difference was found between the impression methods, meaning that digital impression was less error-prone and more predictable than the conventional impression (p < 0.001).
The study showed that the digital workflow for a customised post and core in one treatment session is appropriate in-vitro as well as in-vivo.