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Digitale Abformungen in der Zahnmedizin: Definition, Ablauf, Genauigkeit und klinische Anwendungen
Eine digitale Abformung ist ein virtuelles 3D-Modell der Zähne und des Mundgewebes eines Patienten, das mithilfe eines Intraoralscanners oder durch die Digitalisierung eines physischen Modells erstellt wird. Das System erfasst die Oberflächenstrukturen der Mundhöhle und verarbeitet die gewonnenen Daten zu einer digitalen 3D-Datei, die die Mundsituation des Patienten abbildet. Digitale Abformungen sind ein wichtiger Bestandteil des digitalen Workflows in der Zahnmedizin und werden für die Diagnose, die Behandlungsplanung und die Konstruktion von Zahnrestaurationen eingesetzt.
Digitale Abformungen werden in der modernen Zahnarztpraxis zunehmend als Alternative zu herkömmlichen Abdruckverfahren eingesetzt. Statt physische Abformmaterialien zu verwenden, erfassen Zahnärzte die Mundsituation direkt mit einem Intraoralscanner oder digitalisieren ein bereits vorhandenes physisches Modell.
Dieser Wandel ermöglicht schnellere Arbeitsabläufe, eine effizientere Datenverarbeitung und eine nahtlose Integration in digitale Systeme wie CAD/CAM. Das Verständnis dafür, wie digitale Abformungen erstellt und eingesetzt werden, verdeutlicht ihre Rolle in der digitalen Zahnmedizin und der Behandlungsplanung.
Wie eine in vivo Studie zur Leistungsfähigkeit von Intraoralscannern 1 zeigt, kann sich der Zeitaufwand für die Erfassung eines digitalen Abdrucks mit zunehmender Erfahrung des Anwenders erheblich verkürzen.
Was ist eine digitale Abformung in der Zahnmedizin?
Eine digitale Abformung in der Zahnmedizin ist eine digitale Darstellung der Zähne und des Mundgewebes eines Patienten, die herkömmliche Abdrücke ersetzen kann. Sie wird erstellt, indem Oberflächendaten entweder direkt mit einem Intraoralscanner am Patienten oder indirekt durch das Scannen eines physischen Modells erfasst werden.
Digitale Abformungen finden breite Anwendung in restaurativen Arbeitsabläufen, unter anderem bei der Planung und Herstellung von Zahnersatz 2.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Abdrücken, bei denen Abformmaterialien zur Erfassung der Zahn- und Mundgewebestrukturen verwendet werden, werden digitale Abformungen als 3D-Datei erfasst und gespeichert. Diese Datei bildet die Geometrie der Zähne und des Zahnfleisches ab und kann digital betrachtet, analysiert und für weitere Arbeitsschritte verwendet werden.
Digitale Abformungen zeichnen sich durch folgende Merkmale aus:
- Direkte Erfassung aus der Mundhöhle oder Erfassung durch das Scannen eines physischen Modells
- Speicherung als digitale 3D-Dateien, üblicherweise im STL- oder PLY-Format
- Einsatz für die Diagnose, Behandlungsplanung und Konstruktion von Restaurationen
- Einfacher digitaler Austausch zwischen Praxen und Dentallaboren, ohne dass physische Modelle transportiert werden müssen
- Integration in CAD/CAM-Systeme und digitale zahnmedizinische Arbeitsabläufe
Wie funktioniert die digitale Abformung?
Unter digitalen Abformungen versteht man das Ergebnis eines intraoralen Scanvorgangs und nicht die verwendete Hardware. Sie stellen das Ergebnis des Scanvorgangs dar und nicht das Scan-Gerät an sich. Dabei werden Oberflächendaten erfasst, in Echtzeit verarbeitet und zu einem digitalen Modell zusammengeführt, das für die Diagnose und Behandlungsplanung genutzt werden kann.
Der Arbeitsablauf lässt sich in drei Hauptphasen unterteilen: optische Erfassung, Datenverarbeitung und Modellerstellung.
Schritt 1: Optische Erfassung von Mundstrukturen
Der Prozess beginnt mit der Erfassung von Oberflächendaten der Zähne und des umgebenden Gewebes mithilfe eines Intraoralscanners. Das Gerät wird in einer kontinuierlichen Bewegung über die Zahnbögen geführt und erfasst dabei Bilder aus verschiedenen Winkeln und Positionen.
Dabei wird Licht auf die Zahnoberflächen projiziert. Sensoren erfassen das reflektierte Licht, sodass das System die Geometrie der Zähne und des Zahnfleisches abbilden kann.
Das Ergebnis dieses Schritts sind digitale Bilddaten, die die gescannten Bereiche der Mundhöhle darstellen.
Schritt 2: Datenverarbeitung in Echtzeit
Die erfassten Bilder werden von der Software in Echtzeit verarbeitet. Das System richtet die einzelnen Aufnahmen aus und fügt sie zusammen, um eine zusammenhängende digitale Darstellung des gescannten Bereichs zu erstellen.
In dieser Phase wird Folgendes durchgeführt:
- Überlappende Daten werden ausgerichtet und zusammengeführt.
- Die Oberflächengeometrie wird rekonstruiert.
- Irrelevante oder inkonsistente Daten werden herausgefiltert.
Das Ergebnis ist ein strukturierter 3D-Datensatz, der die Form und Position der Zähne abbildet.
Schritt 3: Erstellung eines digitalen Zahnabdrucks
Sobald die Daten erfasst und verarbeitet wurden, erstellt das System ein vollständiges digitales 3D-Modell der Mundsituation des Patienten.
Das Modell wird in ein Standarddateiformat wie STL oder PLY konvertiert und kann anschließend in CAD/CAM-Systemen für die Behandlungsplanung, die Konstruktion von Zahnersatz und die Fertigung verwendet werden.
Die digitale Abformung kann gespeichert, für weitere Arbeitsschritte verwendet und zwischen Praxis und Dentallabor digital ausgetauscht werden.
Zusammenfassung des Prozesses
Digitale Abformungen werden erstellt, indem Oberflächendaten der Zähne erfasst und zu einem strukturierten 3D-Modell verarbeitet werden. Anschließend kann das digitale Modell für die Diagnose, die Behandlungsplanung sowie die Konstruktion und Herstellung von Zahnersatz verwendet und in entsprechende digitale Workflows exportiert werden.
Wie genau sind digitale Abformungen?
Die Genauigkeit digitaler Abformungen bezieht sich darauf, wie genau ein digitaler Scan die tatsächliche Form und Position der Zähne und der Mundstrukturen wiedergibt. Sie wird in der Regel anhand von zwei Parametern bewertet: der Richtigkeit (wie genau der Scan der tatsächlichen Geometrie entspricht) und der Präzision (wie konsistent die Ergebnisse wiederholter Scans sind).
Klinische Erkenntnisse zeigen, dass digitale Abformungen je nach klinischer Indikation und Scanbedingungen eine Genauigkeit erreichen können, die mit analogen Abdrücken vergleichbar ist und diese in einigen Fällen sogar übertrifft. Studien zeigen ebenfalls, dass digitale Abformungen eine vergleichbare oder teilweise höhere Genauigkeit als analoge Abdrücke aufweisen 3.
Die Genauigkeit wird von mehreren Faktoren beeinflusst, darunter die Scantechnik, die Erfahrung des Anwenders, die Zugänglichkeit intraoraler Bereiche, das Vorhandensein von Speichel oder beweglichem Weichgewebe sowie die Art und Weise, wie die Software die erfassten Daten verarbeitet und zusammenfügt.
Insgesamt liefern digitale Abformungen in vielen klinischen Situationen konsistente und zuverlässige Ergebnisse.
Herausforderungen der digitalen Abformung
Digitale Abformungen sind in der klinischen Praxis weit verbreitet, jedoch nicht ohne Herausforderungen. Bestimmte klinische und praktische Faktoren können beeinflussen, wie zuverlässig und präzise ein digitaler Abdruck erfasst werden kann.
Eine Herausforderung ist die Erfassung subgingivaler Präparationsränder. Wenn sich die Präparationsgrenzen unterhalb des Zahnfleischrands befinden, kann es für den Scanner schwierig sein, diese Bereiche ohne geeignetes Weichgewebemanagement vollständig zu erfassen.
Auch vollständig zahnlose Kiefer und Vollbogenscans können Herausforderungen darstellen. Das Fehlen stabiler Referenzpunkte in Verbindung mit beweglichem Weichgewebe kann es erschweren, die Genauigkeit über größere Scanbereiche hinweg aufrechtzuerhalten. Für solche Fälle wurden spezielle Scanprotokolle und -techniken entwickelt, darunter korrigierende Abformverfahren und Strategien für das Scannen vollständig zahnloser Kiefer 4.
Digitale Abdruckverfahren können zudem eine gewisse Einarbeitungszeit erfordern. Scantechnik, Scanpfad und die Erfahrung des Anwenders können die Qualität des Ergebnisses beeinflussen, insbesondere bei komplexeren Fällen, wie eine Studie 1 zur Leistungsfähigkeit von Intraoralscannern zeigt.
Darüber hinaus kann die anfängliche Investition in die erforderliche Hardware und Software für manche Praxen eine Hürde darstellen. Die Einführung digitaler Abdrucksysteme erfordert nicht nur entsprechende Ausrüstung, sondern auch Schulungen und die Integration in bestehende klinische Arbeitsabläufe.
Trotz dieser Herausforderungen erweitern kontinuierliche Verbesserungen der Scantechnologie und Software das Spektrum der klinischen Situationen, in denen digitale Abformungen effektiv eingesetzt werden können.
Digitale vs. analoge Abdrucknahme
Digitale und herkömmliche Abdrücke unterscheiden sich grundlegend darin, wie zahnmedizinische Daten erfasst, verarbeitet und in klinischen Arbeitsabläufen genutzt werden. Beide Methoden zielen darauf ab, die Geometrie der Zähne und des Mundgewebes möglichst genau wiederzugeben, basieren dabei jedoch auf unterschiedlichen Verfahren.
Bei herkömmlichen Abdrücken werden physische Materialien wie Alginat oder Silikon verwendet, um die Zähne abzuformen. Der Prozess umfasst mehrere Schritte, darunter die Vorbereitung des Materials, das Aushärten, das Entfernen des Abdrucks und häufig die anschließende Anfertigung eines physischen Modells. Jeder dieser Schritte kann durch Verformung, Materialveränderungen oder unsachgemäße Handhabung zu Abweichungen führen und bei Patienten einen Würgereflex auslösen.
Digitale Abformungen hingegen erfassen Oberflächendaten direkt mithilfe eines Intraoralscanners und wandeln diese in ein digitales 3D-Modell um. Dadurch entfallen physische Abformmaterialien und mehrere Zwischenschritte, sodass die erfassten Daten direkt verarbeitet, gespeichert und digital weitergegeben werden können.
Diese Unterschiede wirken sich sowohl auf die klinische Anwendung als auch auf die Arbeitsabläufe aus. Digitale Abformungen können den Komfort für Patienten verbessern, da Abformlöffel und Materialien vermieden und dadurch Unannehmlichkeiten sowie der Würgereiz reduziert werden. Zudem kann die digitale Erfassung dazu beitragen, das Risiko einer Kreuzkontamination im Zusammenhang mit der Handhabung physischer Abformmaterialien zu verringern. Darüber hinaus ermöglichen digitale Abformungen eine schnellere Erfassung und Übertragung von Daten zwischen Praxen und Dentallaboren. Dies kann sowohl Zahnärzten als auch Patienten Zeit sparen 5.
Insgesamt sind sowohl digitale als auch herkömmliche Abformtechniken in vielen klinischen Situationen weiterhin geeignet. Digitale Arbeitsabläufe bieten jedoch Vorteile bei der Datenverarbeitung, der Reproduzierbarkeit und der Integration in CAD/CAM-Systeme und werden daher in modernen Zahnarztpraxen zunehmend eingesetzt.
Wozu dienen digitale Abformungen?
Digitale Abformungen kommen in zahlreichen Bereichen der Zahnmedizin zum Einsatz und unterstützen die Diagnose, die Behandlungsplanung sowie die Konstruktion und Herstellung von Apparaturen und Restaurationen. Sie bilden die Grundlage für einfache wie auch komplexe digitale Arbeitsabläufe, darunter beispielsweise Restaurationsverfahren am selben Tag.
Kieferorthopädie
In der Kieferorthopädie werden digitale Abformungen verwendet, um 3D-Modelle der Zähne für die Behandlungsplanung und die Konstruktion kieferorthopädischer Apparaturen zu erstellen. Diese Modelle helfen dabei, die Zahnstellung zu beurteilen und dienen als Grundlage für die Planung von Zahnspangen, transparenten Alignern und anderen Retainern.
Digitale Modelle können außerdem zur Überwachung von Zahnbewegungen im Zeitverlauf eingesetzt werden. In einigen Fällen lassen sie sich mit zusätzlichen bildgebenden Verfahren wie Röntgenaufnahmen kombinieren, um die klinische Entscheidungsfindung zu unterstützen.
Zahnimplantate
Digitale Abformungen werden in Implantat-Workflows zur Unterstützung der Implantatplanung und -positionierung eingesetzt. Häufig sind sie Teil eines prothetisch orientierten Ansatzes, bei dem die geplante definitive Restauration die Positionierung des Implantats mitbestimmt.
In einigen Fällen werden digitale Abdruckdaten mit anderen bildgebenden Daten kombiniert, um einen umfassenden Behandlungsplan zu erstellen und die Konstruktion chirurgischer Schablonen zu unterstützen.
Kronen, Brücken und Restaurationen
Digitale Abformungen bilden häufig die Grundlage für restaurative Behandlungen, einschließlich der Konstruktion und Herstellung von Zahnersatz 2. Sie liefern die erforderlichen Daten für die Planung und Konstruktion von Einzelrestaurationen wie Kronen ebenso wie für komplexere Versorgungen, beispielsweise Brücken und umfangreiche Restaurationen.
Das digitale Modell kann anschließend in CAD/CAM-Systemen genutzt werden, um Restaurationen zu konstruieren und herzustellen, die eine präzise Passform ermöglichen.
Zahnersatz und Vollbogenfälle
Digitale Abformungen werden auch in digitalen Prothesen-Workflows eingesetzt, unter anderem für Total- und Teilprothesen. Sie können entweder direkt am Patienten oder durch das Scannen eines physischen Modells mit einem Intraoralscanner erfasst werden.
Das Scannen vollständig zahnloser Patienten kann aufgrund von Bewegungen des Weichgewebes eine größere Herausforderung darstellen. Verbesserungen in der Scantechnologie und der Scan-Technik, gestützt durch Forschungsergebnisse 6, haben jedoch die Durchführbarkeit vollständig digitaler Prothesen-Workflows verbessert.
Klinische und organisatorische Auswirkungen digitaler Abformung
Digitale Abformungen verändern die Art und Weise, wie zahnmedizinische Daten während des gesamten Behandlungsprozesses erfasst, verarbeitet und genutzt werden, und tragen so zu zuverlässigen Behandlungsergebnissen bei. Indem physische Abdrücke durch digitale Daten ersetzt werden, lassen sich manuelle Arbeitsschritte reduzieren und klinische Arbeitsabläufe effizienter gestalten.
Dies hat mehrere praktische Auswirkungen:
- Weniger erneute Abformungen, da Scandaten in Echtzeit überprüft und bei Bedarf sofort korrigiert werden können
- Schnellere Kommunikation zwischen Praxen und Dentallaboren durch die digitale Übertragung von Dateien
- Verbessertes Patientenerlebnis, da keine Abformmaterialien benötigt werden und sich die Behandlungszeit verkürzen kann
- Digitale Speicherung von Patientendaten, wodurch die Aufbewahrung physischer Modelle entfällt
- Nahtlose Integration in CAD/CAM-Systeme für die Konstruktion und Fertigung von Restaurationen und Apparaturen
- Konsistentere und besser vorhersehbare Arbeitsabläufe durch eine standardisierte Datenverarbeitung
- Höhere Effizienz in Praxis und Labor, da digitale Abformungen Zeit sparen 5 können
Diese Veränderungen können die Zusammenarbeit zwischen Praxis und Dentallabor verbessern. Einige Praxen berichten zudem von messbaren Produktivitätssteigerungen durch effizientere Arbeitsabläufe und eine höhere Prozesseffizienz.
Häufig gestellte Fragen zur digitalen Abformung (FAQ)
Was sind digitale Abformungen?
Digitale Abformungen sind virtuelle 3D-Modelle der Zähne und des Mundgewebes eines Patienten, die mithilfe eines Intraoralscanners erstellt werden. Dabei werden die Oberflächen digital erfasst und in ein 3D-Modell umgewandelt, das für die Diagnose, die Behandlungsplanung und die Herstellung von Zahnersatz verwendet werden kann.
Sind digitale Abformungen genauer als analoge Abdrücke?
Digitale Abformungen können eine Genauigkeit erreichen, die mit der analoger Abdrücke vergleichbar ist oder diese in bestimmten Fällen sogar übertrifft. Studien zeigen, dass digitale Abformungen eine vergleichbare und in einigen Fällen sogar höhere Genauigkeit als analoge Abdrücke aufweisen 3. Die tatsächliche Genauigkeit hängt jedoch von Faktoren wie der Scantechnik, den klinischen Bedingungen und dem verwendeten System ab.
Ist die digitale Abformung schmerzhaft?
Die digitale Abformung ist in der Regel nicht schmerzhaft. Da weder Abformmaterialien noch Abformlöffel benötigt werden, ist sie für Patienten meist komfortabler und das Risiko eines Würgereizes ist geringer.
Können digitale Abformungen analoge Abdrücke ersetzen?
Digitale Abformungen können in vielen klinischen Situationen analoge Abdrücke ersetzen. Bestimmte Fälle, beispielsweise subgingivale Präparationsgrenzen oder die digitale Erfassung vollständig zahnloser Kiefer, können jedoch weiterhin Herausforderungen darstellen.
Sind digitale Abformungen für alle Restaurationen geeignet?
Digitale Abformungen werden häufig für Kronen, Brücken, kieferorthopädische Apparaturen, Implantatversorgungen und Zahnersatz eingesetzt. Sie unterstützen zudem digitale Workflows, beispielsweise bei der digitalen Herstellung von Zahnersatz. Ob digitale Abformungen geeignet sind, hängt jedoch vom jeweiligen klinischen Fall und den Untersuchungsbedingungen ab.
Welche Dateiformate werden für digitale Abformungen verwendet?
Digitale Abformungen werden in der Regel als 3D-Dateiformate wie STL oder PLY gespeichert. Diese Formate werden in CAD/CAM-Systemen für Design und Fertigung verwendet.
Wie lange dauert die digitale Abformung?
Die Dauer hängt vom jeweiligen klinischen Fall, dem verwendeten Scanner und der Erfahrung des Anwenders ab. Eine Studie zeigte, dass sich die Scanzeit mit zunehmender Erfahrung des Anwenders deutlich verkürzt 1. In vielen Fällen kann eine digitale Abformung des gesamten Zahnbogens in weniger als einer Minute erstellt werden. Die tatsächliche Dauer variiert jedoch je nach Komplexität des Falls und der verwendeten Scantechnik.
Zusammenfassung: Wie die digitale Abformung klinische Arbeitsabläufe verändert
Digitale Abformungen sind virtuelle 3D-Modelle der Zähne und Mundstrukturen, die mithilfe der intraoralen Scan-Technologie erstellt werden. Sie ersetzen herkömmliche Abdruckmaterialien, indem sie Oberflächendaten direkt erfassen und in ein digitales 3D-Modell umwandeln.
Der Prozess umfasst die Erfassung optischer Daten, deren Verarbeitung in Echtzeit und die Erstellung eines digitalen Modells für die Diagnose, Behandlungsplanung und Konstruktion von Restaurationen. Dadurch können manuelle Arbeitsschritte reduziert und potenzielle Fehlerquellen, die bei der Verwendung herkömmlicher Abformmaterialien entstehen können, verringert werden.
Durch die schnelle Datenerfassung, unmittelbares Feedback und den nahtlosen Datentransfer unterstützen digitale Abformungen eine effizientere Kommunikation zwischen Praxen und Dentallaboren. Zudem können sie das Patientenerlebnis verbessern und zu konsistenteren und besser vorhersehbaren Arbeitsabläufen beitragen.
Ergebnisse aus zahlreichen klinischen Studien zeigen, dass digitale Abformungen je nach klinischer Situation eine Genauigkeit erreichen können, die mit analogen Methoden vergleichbar ist und diese in einigen Fällen sogar übertrifft 7.
Insgesamt spielen digitale Abformungen eine zentrale Rolle in der modernen digitalen Zahnmedizin, indem sie präzise, effiziente und integrierte Arbeitsabläufe unterstützen.
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- 3Shape – Überblick über die wissenschaftliche Forschung im Bereich Klinische Angelegenheiten, 2020: 34 klinische Studien belegen eine statistisch nachweisbar höhere Genauigkeit bei TRIOS (2017–2019) Digital Versus Conventional Impressions in Dentistry: A Systematic Review, Chandran et al. 2019. Journal of Clinical & Diagnostic Research: 67 % der Studien (16 von 24) zeigen, dass digitale Abformungen (in Mikrometern) genauer sind als herkömmliche. 92 % der Studien (22 von 24) zeigen die gleiche klinische Akzeptanz wie herkömmliche Verfahren.