3D Druck in der Dentalindustrie

19.07.2016

Für ein Dentalloabor in Bielefeld haben wir mit dem PolyJet-Druckverfahren und dem bioverträglichen Photopolymer MED 610 die ersten Aufbisschienen angefertigt. Insgesamt ergeben sich in dieser Branche für uns ganz neue Betätigungsfelder. Die Fertigung dieser Aufbisschiene beschreiben wir hiermit:

Eine Aufbissschiene (auch Knirsch(er)-, Zahn- oder Michiganschiene) ist eine an den Zahnbogen angepasste prothesenähnliche Kunststoffauflage zur Behandlung von Erkrankungen des Kausystems). Ziel der Therapie mittels einer Aufbissschiene ist die Beseitigung von Über- und Fehlbelastungen der Zähne und Kiefergelenke.

Anwendung

Eine Aufbissschiene wird angewendet bei Substanzverlust durch mechanischen Abrieb (Abrasion) an den Zähnen. Sie soll die Zähne vor weiterem Substanzverlust schützen. Die Schiene kann entweder für den Oberkiefer oder den Unterkiefer angefertigt werden.

Mangelhafte Auflage der Kauflächen

Häufig kommt die Schiene zum Einsatz, wenn bei geschlossenem Kiefer eine mangelhafte Auflage der Kauflächen vorliegt. Dies entsteht durch Fehlbiss oder weil die beiden Hälften des Gebisses aus anderen Gründen nicht ineinanderpassen. Durch ungleichmäßige Auflage entsteht erhöhter Abrieb der Zahnsubstanz.

Knirschen und Pressen

Beim Reiben/Knirschen und Aufeinanderpressen der Zähne entsteht Verschleiß. Knirschen und Pressen erfolgt meist unbewusst und meist nachts. Die Aufbissschiene wirkt wie ein Schutzüberzug für die Zähne. Das Knirschen oder Pressen wird zwar dadurch nicht verhindert, aber weil die Schiene weicher ist als die Zähne, wird beim Knirschen die Schiene abgerieben und nicht die Zähne.

Weil die Schiene selbst ca. 1 mm dick ist, erzeugt sie einen größeren Abstand zwischen Unter- und Oberkiefer. Dadurch werden die Ruheschwebelage und das gewohnte Kaumuster verändert, manchmal wird das unbewusste Knirschen oder Pressen unterbrochen.

Folgeerkrankungen

Beide Erkrankungen können eine ganze Reihe von Folgeerkrankungen hervorrufen. Zu diesen zählen: Kopfschmerzen (mit der Fehldiagnose Migräne) und auch weitere Schmerzen; außerdem sollen diese angeblich Tinnitus verursachen (Kausalzusammenhang unbewiesen); Zähneknirschen mit zugehörigen Folgeschäden.

Deshalb ist es zusätzlich wichtig, Knirschen und Pressen zu verhindern oder den Fehlbiss zu korrigieren.

Wirkung

Ein Aufbissschiene bewirkt (wenn überhaupt) nur eine symptomatische Behandlung. Dafür hilft sie nach Ansicht ihrer Befürworter im Gegensatz zur Zahnspange auch, wenn die Stellung des Ober- zu der des Unterkiefers nicht passt. Die Schiene wird meist nachts getragen, in manchen Fällen auch tagsüber. Sie soll das unbewusste Knirschen mit den Zähnen reduzieren.

Digitale Abdrucknahme mit einem intra-oralen Scanner

Das intra-orale Scannen ermöglicht es, ein 3D-Bild der Zähne zu erstellen. Dieses Bild wird im weiteren Behandlungsablauf als Basismodel für prothetische Versorgungen wie z.B. Kronen, Brücken oder Implantate verwendet. Durch diese Technik wird der langwierigere, herkömmliche Abformungsprozess ersetzt. Die ermittelten Daten können direkt am Bildschirm betrachtet und korrigiert werden.

Ein digitaler Abdruck kann bei Implantataufbauten (Einzelzahnversorgungen / Kronen und Brücken) zum Einsatz kommen. Von intra-oralem Scannen werden passgenauere Versorgungen erwartet. Diese Genauigkeit soll verhindern, dass Abformungen am Patienten wiederholt und Neuanfertigungen erstellt werden müssen. Die Ungenauigkeit, die mit konventionellen Abformmaterialien unvermeidbar ist, soll so eliminiert werden. Die Abformungsprozedur ist weniger belastend für den Patienten.

Für die Herstellung der Schiene kommen unterschiedlich harte Materialien zum Einsatz. Die Herstellung selbst unterliegt nämlichen Gesetzen der erfolgreichen technischen Umsetzung zahnärztlicher Vorgaben: Gingivakontakt ist zu vermeiden, ausreichend für die Passgenauigkeit umschließt die Schiene sämtliche Zahnäquatoren oder leicht darüber, wenn diese nur schwer zu definieren sind (in einigen Fällen nicht vorhanden).

Zunächst wird ein STL-Datensatz in ein virtuelles 3D Modell umgewandelt. Beim Druck der Datei wird flüssiger Kunststoff Schicht für Schicht per Spritzdüse auf einer Bauplatte aufgebracht, diese wiederum millimeterweise abgesenkt., in eine neue Position gebracht und erneut beschichtet. Nach ca. 45 Minuten entsteht so aus einer Computerdatei ein dreidimensionales Produkt.

3D-Druck mit bioverträglichem Material

Bei dem bioverträglichen PolyJet-Photopolymer MED610 handelt es sich um ein festes Material für das medizinische Rapid Prototyping. Es weist eine hohe Formstabilität und farblose Transparenz auf. Das Material ist ideal für Anwendungen, bei denen es zu einem längeren Hautkontakt von über 30 Tagen oder einem kurzzeitigen Kontakt mit der Schleimhautmembran von bis zu 24 Stunden kommt.

Dieses bioverträgliche Material verfügt über fünf medizinische Zulassungen, einschließlich Zytotoxizität, Genotoxizität, Typ-IV-Allergie, Irritation und Kunststoffe nach USP Class VI. (Biologische Tests: In Übereinstimmung mit den Objet MED610 Nutzungs- und Wartungsbedingungen gedruckte Teile wurden entsprechend der Norm ISO EN ISO 10993-1 auf Biokompatibilität geprüft: 2009, Biologische Beurteilung von Medizinprodukten, Teil 1: Prüfung und Tests innerhalb eines Risikomanagementprozesses. Dazu gehören Zytotoxizität, Genotoxizität, Typ-IV-Allergie, Irritation und Kunststoffe nach USP Class VI, was den Test bzgl. Irritation, akuter systemischer Toxizität und Implantation beinhaltet.)

Zur gewünschten erfolgreichen Funktionalität der Schiene ist die Oberfläche von entscheidender Bedeutung, sie gibt die Bewegungen vor, die jetzt noch ausgeführt werden können. Bewährt hat sich die Methode, auf die bereits ausgearbeitete Schiene aus thermoplastischem Material (Endprodukt ist ein weicher, transparenter gummiartiger Kunststoff) eine individualisierte Schicht aus hartem Kunststoff (Acrylat) aufzutragen, welche auf die exakte Artikulation des Patienten angepasst werden kann.

Die gleiche Methode wird beim Mundschutz für Boxer oder im Zusammenhang mit anderen verletzungsanfälligen Sportarten verwendet, jedoch kann auf den individuellen Aufbau verzichtet werden, allein die Stärke der verwendeten Folie beträgt statt der üblichen 1–4 mm die vom Sportler gewünschte oder notwendige.

Quellen:

https://de.wikipedia.org/wiki/Aufbissschiene

http://www.stratasys.com/de/materialien/polyjet/bio-compatible

Individuelle Zahntechnik Thomas Höfelmeyer, Bielefeld

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