CAD (Computer Aided Design) und Okklusion

Trotz aller anatomischen und funktionellen Gemeinsamkeiten, liegt bei natürlichen Zähnen eine große individuelle Formenvielfalt vor, welche -abgesehen von ihrem jeweiligen Korrelat in der gegenüberliegenden Kieferhälfte- Unikate sind. Ihre Form lässt sich computertechnisch nur durch Freiformflächen mit vielen, oft ausgeprägten Krümmungswechseln auf engem Raum beschreiben.  Nach der Datenaufbereitung muss das zu fertigende Werkstück computergestützt konstruiert werden. Prinzipiell kann die Konstruktion in Gestaltung der Innenfläche, Bestimmung der Präparationsgrenze, Gestaltung der Außenkontur und ggf. der Okklusion unterteilt werden. Viele Systeme können die Präparationsgrenze automatisiert festlegen. Als Innenkontur wird im allgemeinen die Stumpfoberfläche verwendet, der Offset für den Zementspalt ist einprogrammiert oder kann individuell eingegeben werden. Je nach System können einfache Offset-Käppchen (die Stumpfoberfläche wird entsprechend der geforderten Käppchenstärke skaliert), anatomische Käppchen (das Käppchen wird entsprechend des Gegenkiefers und der Nachbarzähne derart gestaltet, dass eine gleichmäßige Stärke des Verblendungsmaterials erreicht werden kann) oder Kronen/Brücken mit Okklusalfläche konstruiert werden. Bei den Systemen, bei denen die Konstruktion von Vollkronen möglich ist, funktioniert die Gestaltung der Okklusalfläche mehrheitlich über die Auswahl einer systemeigenen oder einer durch den Anwender erstellten Bibliothekskaufläche, die dann automatisiert angepasst wird (z.B. Verschieben der Höcker bis Kontakt zum Gegenzahn erreicht). Eine individuelle Manipulation (z.B. virtuelles Aufwachsinstrument) ist möglich. Eine andere Möglichkeit ist das Einscannen einer konventionell in Wachs angefertigten Restauration.


Bei der Erstellung von Kronen- und Brückengerüsten entfällt die Berücksichtigung der okklusalen und approximalen Relation, da die Rekonstruktion der definitiven Außenform nicht am Computer, sondern konventionell mittels der Keramikverblendung des Zahntechnikers gestaltet wird. Im Falle von Brückenkonstruktionen muss die Grundform eines oder mehrerer Brückenglieder und Lage, Form und Größe der Verbinderquerschnitte festgelegt werden. Sofern eine computergestützte Konstruktion der Restauration erfolgt, basieren aktuelle CAD/CAM-Systeme in der Regel auf interaktiver Software.


Okklusion

Beim Patienten treffen im Schlussbiss, d.h. bei vollständig zusammengebissenen Zähnen, die Oberkiefer- und Unterkieferzähne an bestimmten, individuell unterschiedlichen Kontaktpunkten aufeinander (statische Okklusion). Kaubewegungen, die zum einen durch die Kaumuskulatur und das Kiefergelenk bestimmt sind, werden auf der anderen Seite auch durch die Zahnform geführt. Dabei gleiten die Zähne auf definierten Bahnen vom Schlussbiss zur Seite und zurück (Laterotrusions- und Mediotrusionsbahnen, dynamische Okklusion). Diese Punkte und Bahnen differieren patientenspezifisch und erfordern daher eine individuelle Gestaltung der Restauration.

Die Lage und Größe der Kontaktpunkte der statischen Okklusion lässt sich durch Flächendurchdringung von Ober- und Unterkieferzähnen sichtbar machen.

Bei der Konstruktion von Kauflächen sollten sowohl die statische als auch die dynamische Okklusion Berücksichtigung finden. Für die Kontrolle der statischen Okklusion wird der Gegenkiefer abgeformt und das Gipsmodell digitalisiert. Mit Hilfe einer Registrierung im Schlussbiss können Ober- und Unterkiefer einander zugeordnet werden. Bei ausreichenden Impressionen ist ggf. auch die Digitalisierung des Registrats ausreichend. Für die Kontrolle der dynamischen Okklusion haben wenige Systeme einen virtuellen Artikulator implementiert. Ein alternativer Ansatz ist die Registrierung in FGP-Technik (die Kaufläche des Gegenbisses wird im Mund des Patienten unter Funktion -Hin- und Herbewegungen des Unterkiefers- abgeformt, d.h. es wurde jede mögliche Unterkieferposition im Verhältnis zum Oberkiefer verschlüsselt).

Zahnreihe mit konstruierter Kaufläche 24 und Gegenkiefer. Die Kontaktpunkte werden durch Flächendurchdringung von Ober- und Unterkiefer sichtbar (statische Okklusion). Zahnreihe mit konstruierter Kaufläche 24 und FGP. Außer den am Gegenkiefer vorhandenen Kontaktpunkten dürfen bei einer Eckzahn-geführten dynamischen Okklusion keine weiteren Interferenzen zwischen Kaufläche und FGP vorhanden sein.

 Konstruktion von Kauflächen

Für eigene Untersuchungen wurden 3 verschiedene Strategien verfolgt:

Strategie 1 entspricht der vollständig modellierten Kaufläche. Die Interaktion beschränkt sich auf die Korrektur der Oberfläche in allen Richtungen vornehmlich substraktiv).

Strategie 2 entspricht der reduzierten Kaufläche i.d.S., dass alle Details, die die innere Kaufläche ausmachen (innerhalb der Gradlinie und Randleisten) nicht vorhanden sind und erst erzeugt werden müssen.

Strategie 3 entspricht einer segmentierten Form der kompletten Kaufläche. Trennlinie ist die Zentralfissur. Diese im Modell inhärente Vorgehensweise entspricht der Anpassung Höcker für Höcker.

Im ersten Schritt wurde die Kaufläche positioniert, rotiert und evtl. in der Größe skaliert. Danach wurden die Aproximalkontakte und die Randleisten der Nachbarbezahnung angepasst. Mit Hilfe der Kontrollpunkte im Polygonnetz konnte die Kaufläche modifiziert werden, um so Kontaktpunkte zur Gegenbezahnung herauszuarbeiten oder ggf. abzuschwächen. Anschließend erfolgt die Kontrolle der statischen Okklusion. Kontakt besteht an den Stellen der Flächendurchdringung von Ober- (grün/blau) und Unterkiefer (gelb). Die Kontrolle der dynamischen Okklusion erfolgt mit Hilfe des FGP: Mit Ausnahme der Kontaktpunkte sind weitere Interferenzen zwischen Restauration und FGP unerwünscht.

Modifikation der Kaufläche. Kontrolle der dynamischen Okklusion
Fertige Kaufläche
gepunktete blaue Linie 1000px breit