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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
In dieser Studie wird eine modifizierte digitale Technik zur individualisierten Zirkonoxidkronenversorgung von Seitenzähnen untersucht.
In dieser Studie wurde eine modifizierte digitale Technik zur Bewertung von Parametern von molaren Präparationen für monolithische Zirkonoxidkronenrestaurationen verwendet, wobei untersucht wurde, ob klinische Präparate mit unterschiedlichen Zahnpositionen die Restaurationsergebnisse beeinflussen. Insgesamt wurden 238 präparierte hintere Abutments mit einem Intraoralscanner analysiert, wobei Parameter wie der TOC-Winkel (Total Occlusal Convergenc), der Randumfang und die mittlere Abutmenthöhe für die statistische Analyse bewertet wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass der durchschnittliche TOC-Winkel jedes Seitenzahns über 6° lag, wobei der maximale Durchschnitt im linken zweiten Molaren des Unterkiefers (35,96 ± 20,21°) und der minimale im rechten ersten Prämolaren des Oberkiefers (10,97 ± 6,84°) beobachtet wurde. Statistisch signifikante Unterschiede zeigten sich im TOC-Winkel homonymer zweiter Prämolaren (p < 0,05), wobei der linke zweite Molar des Unterkiefers signifikant größer war als die anderen homonymen Zähne. Darüber hinaus gab es signifikante Unterschiede zwischen Zähnen im selben Quadranten mit unterschiedlichen Positionen (p < 0,05), was eine lineare Zunahme des TOC-Winkels zeigt, wenn sich die Zahnposition nach hinten bewegte. Es wurde eine positive Korrelation zwischen dem TOC-Winkel und dem Randumfang beobachtet, während eine negative Korrelation zwischen dem TOC-Winkel und der mittleren Widerlagerhöhe bestand. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass klinische Zirkonoxidkronenpräparate häufig von den theoretischen TOC-Empfehlungen abweichen und insbesondere maßgeschneiderte Kriterien für Unterkieferzähne erfordern. Die entwickelte Software integriert die digitale Erfassung mit der klinischen Analyse und demonstriert damit ihre Relevanz in der prothetischen Praxis und Ausbildung.
Eine qualitativ hochwertige Zirkonoxid-Kronenpräparation ist entscheidend für den langfristigen Erfolg der Zahnrestauration 1,2,3. Es wurde beobachtet, dass der Winkel der totalen okklusalen Konvergenz (TOC), der Durchmesser und die Höhe des Abutments korreliert sind 1,4,5. Mehrere In-vitro-Studien haben gezeigt, dass diese Faktoren die Passform, Retention, Widerstandsfähigkeit und Langlebigkeit der Restauration wesentlich beeinflussen 5,6,7. Der TOC-Winkel bei der Kronenpräparation ist definiert als der Winkel, der durch die Konvergenz zweier gegenüberliegender axialer Wände in derselben Ebene gebildet wird. Eine unzureichende Zahnpräparation kann sowohl zu mechanischen als auch zu biologischen Komplikationen führen. Mechanische Ausfälle können sich als Lockerung, Debonding oder Fraktur der Restauration sowie als Fraktur der Zahnstruktur äußern. Zu den biologischen Komplikationen können parodontale Entzündungen und Infektionen der Weichteilschleimhautgehören 8. Der TOC-Winkel wird häufig durch manuelle Betätigung beeinflusst, im Gegensatz zu Abutmenthöhe und -durchmesser, die durch anatomische Variablen bestimmt werden9. Aufgrund seiner Variationen ist der TOC-Winkel entscheidend für die Bestimmung der Retentions- und Beständigkeitsqualität des Präparats. Während der Zahnpräparation bestimmen die Winkelung und die Verjüngung des Bohrers den Zahnpräparationswinkel an jeder Stelle des Zahns10.
Pioniere wie Ward waren die ersten, die die Messung des TOC-Winkels für Präparationen unterstützten und einen Konvergenzwinkel zwischen 3° und 12°11 vorschlugen. Nachfolgende In-vitro-Studien von Jorgensen12 und Kaufman13 zeigten, dass die Retentionskraft mit zunehmendem Konvergenzwinkel abnimmt, was auf einen höheren TOC über 5° hindeutet. Des Weiteren wurde mit Ohm und Silness der TOC-Winkel an klinisch präparierten Zähnen vorläufig gemessen und ergab signifikant höhere Werte als der empfohlene Bereich14. Eine systematische Übersichtsarbeit (1978-2013) zeigte, dass der ideale TOC-Winkel von 2°-5° praktisch nicht erreichbar war und schlug vor, dass ein realistischer TOC-Winkel von 10-22°15 liegt. Darüber hinaus wurde vermutet, dass qualifizierte Zahnärzte in der Regel einen TOC-Winkel zwischen 15° und 25°16,17,18,19,20,21,22,23 erreichen. Shillingburg HT schlug spezifische Konvergenzwinkel für verschiedene Zahnpositionen vor, die von 10 bis 24°24 reichen. Nordlander et al. untersuchten Daten von 10 Zahnärzten mit 208 Fällen und schlugen einen minimalen Winkel von 17,3° im Frontzahnbereich und maximal 27,3° im Seitenzahnbereich vor25. In der Literatur wird auch vorgeschlagen, dass die axialen Oberflächen der Präparation parallel zueinander oder mit einem Konvergenzwinkel von <6° 26 sein sollten. Zähne sind jedoch komplex und einzigartig, und diejenigen mit unterschiedlichen Positionen sollten mit einem klinisch empfohlenen Wert behandelt werden, der auf ihre individuellen Bedürfnisse zugeschnitten ist. Die statistische Analyse von Janine Tiu an >100 Steinstempeln, die für glaskeramische Kronenrestaurationen angefertigt wurden, zeigte, dass der größte mittlere TOC-Winkel für den linken zweiten Molaren des Oberkiefers 74,49° (n = 4)27 betrug. Die geringe Festigkeit von glaskeramischen Kronenmassen schränkte jedoch ihre Anwendung im molaren Bereichein 28. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die Statistiken über die Seitenzahnrestauration auf der Grundlage von Zirkonoxidkronen umfassend zu analysieren.
Jüngste Fortschritte bei keramischen Materialien und der digitalen Zahnheilkunde haben monolithische Zirkonoxid-Keramikkronen zu einer bevorzugten Option für posteriore festsitzende Restaurationen mit intraoralen optischen Scanning-Systemen (IOS) für die Restauration von Zahndefekten gemacht, insbesondere aufgrund ihrer hohen Festigkeit, Biokompatibilität und ästhetischen Qualitäten29. Herkömmliche digitale Techniken erfassen nur begrenzte geometrische Parameter und weisen in Kombination mit herkömmlichen 3D-Scanmethoden, die nicht in der Lage sind, interne Präparationsmerkmale direkt zu beurteilen, erhebliche Einschränkungenauf 30. In dieser Studie wird eine individualisierte, modifizierte digitale Technik zur Bewertung von Zirkonoxidkronen-Restaurationen für Seitenzähne vorgestellt, die eine klinisch anwendbare Methode zur Optimierung von Passform und Langlebigkeit bietet. Die vorgeschlagene Technik kann speziell für die individuelle Kronenanpassung eingesetzt werden, z. B. für Zähne mit reduzierter Abutmenthöhe, ungleichmäßigen Randkonfigurationen oder nicht idealem Taper. Diese Methode analysiert systematisch die Variationen des TOC-Winkels über verschiedene Seitenzahnpositionen hinweg, um dem Arzt zu helfen, optimale Präparationsrichtlinien zu erreichen und das Risiko von mechanischem Versagen oder Befestigungsproblemen zu verringern. Darüber hinaus bietet der Vergleich der TOC-Winkel mit den empfohlenen Werten praktische Einblicke für Zahnärzte während der Zahnpräparation und sorgt so für bessere klinische Ergebnisse. Darüber hinaus liefert die Korrelationsanalyse zwischen dem TOC-Winkel, der Länge der Randlinie und der durchschnittlichen Widerlagerhöhe wertvolle Erkenntnisse für die restaurative Planung. Ärzte können diese Befunde nutzen, um die Präparationstechniken anzupassen oder alternative restaurative Lösungen bei kurzen klinischen Kronen oder übermäßigem Ausschleichen auszuwählen. Der digitale Arbeitsablauf dieser Technik erhöht die Genauigkeit und reduziert die Zeit am Behandlungsstuhl. Dieser Ansatz unterstützt vorhersehbarere und haltbarere Restaurationen von Zirkonoxidkronen im Seitenzahnbereich, indem er die Lücke zwischen digitalem Design und realen Herausforderungen bei der Restauration schließt.
Alle Experimente wurden in Übereinstimmung mit einem Protokoll durchgeführt, das vom Institutional Review Board (IRB) des Beijing Shijitan Hospital der Capital Medical University genehmigt wurde. Die Referenznummer für die ethische Genehmigung lautete IIT2023-021-001.
1. Vorbereitung des Experiments
2. Datenerfassung
3. Datenvorverarbeitung
4. Messverfahren
5. Qualitätskontrolle
6. Statistische Analyse
Allgemeine Merkmale
Die Anzahl der Oberkieferproben (n = 132) war größer als die der Unterkieferproben (n = 106), wobei der rechte erste Molaren des Oberkiefers der am häufigsten präparierte Zahn war (n = 24). Die Winkel, die einen negativen Wert aufwiesen, wurden als ungültig eingestuft und aus der statistischen Analyse ausgeschlossen. Tabelle 2 zeigt die Menge und Klassifizierung ungültiger Proben mit TOC-Winkel. Tabelle 3 zeigt den mittleren TOC-Winkel für jeden Seitenzahn. Darüber hinaus werden die klinischen TOC-Winkel mit den empfohlenen Werten verglichen (Abbildung 3), die zeigte, dass der durchschnittliche TOC-Winkel jedes Seitenzahns den empfohlenen Wert von 6° überstieg, was mit der Literaturübereinstimmt 26. Die meisten TOC-Winkel lagen nahe an den von Shillingburg et al.24 empfohlenen, obwohl der linke zweite Molar des Unterkiefers signifikant höhere Werte aufwies.
In dieser Studie wurde beobachtet, dass der Maximalwert des durchschnittlichen TOC-Winkels der linke zweite Molar des Unterkiefers (Zahn 37, TOC-BL = 35,96 ± 20,21°, TOC-MD = 35,12 ± 14,67°, n = 14) mit ähnlichen Mittelwerten sowohl in der BL- als auch in der MD-Perspektive war. Während der minimale TOC-Winkelwert im rechten ersten Prämolaren des Oberkiefers (Zahn 14, TOC-BL = 10,97 ± 6,84°, n = 14), im linken zweiten Prämolaren des Oberkiefers (Zahn 25, TOC-MD = 14,96 ± 7,34°, n = 14) und im rechten zweiten Prämolaren des Unterkiefers (Zahn 45, TOC-MD = 14,96 ± 8,99°, n = 10) zu finden war.
Der Randumfang für jeden Seitenzahn ist in Tabelle 3 dargestellt. Der linke zweite Molar des Oberkiefers hatte den längsten Randumfang (Zahn 27, 34,73 ± 3,4 mm, n = 17), während der linke zweite Prämolar des Unterkiefers den kürzesten aufwies (Zahn 35, 21,42 ± 2,03 mm, n = 13).
Tabelle 3 zeigt die durchschnittliche Pfeilerhöhe für jeden Seitenzahn. Der linke erste Prämolar des Unterkiefers wies die größte Höhe auf (Zahn 34, 3,53 ± 0,94 mm, n = 8), während der linke zweite Molaren des Unterkiefers die geringste Höhe aufwies (Zahn 37, 2,34 ± 0,83 mm, n = 14).
Vergleich von TOC-BL und TOC-MD in einer Einzelzahnstellung
Die Varianzanalyse zwischen TOC-BL und TOC-MD an einer einzelnen Zahnposition (Abbildung 3) zeigte, dass TOC-MD die TOC-BL hauptsächlich in den Zähnen 14 und 46 übertraf, mit einer statistisch signifikanten Differenz (p < 0,05), und dass kein signifikanter Unterschied zwischen TOC-BL und TOC-MD in anderen Zahnpositionen beobachtet wurde (p > 0,05).
Vergleich des TOC-Winkels im selben Quadranten
Die lineare Trendanalyse der TOC-Winkel für Zähne im gleichen Quadranten, aber in unterschiedlichen Positionen (Tabelle 4 und Abbildung 4) zeigte einen linearen Anstieg des TOC-BL im rechten (Abbildung 4A) und linken Unterkieferquadranten (Abbildung 4C), wenn sich die Zahnposition nach hinten bewegt. Darüber hinaus zeigte TOC-MD einen linearen Anstieg entsprechend der Zahnposition in posteriorer Richtung im rechten Oberkieferquadranten (Abbildung 4A), Oberkiefer links (Abbildung 4B), Unterkiefer links (Abbildung 4C) und Unterkiefer rechts (Abbildung 4D).
Vergleich des TOC-Winkels in homonymen Zahnstellungen
Statistisch signifikante Unterschiede wurden zwischen homonymen Zahnpositionen zwischen 17, 27, 37 und 47 für TOC-BL (p = 0,002) und TOC-MD (p = 0,013) beobachtet (Tabelle 5 und Abbildung 5). Darüber hinaus zeigten paarweise Post-hoc-Vergleiche signifikante Unterschiede (p < 0,05) im TOC-BL zwischen dem rechten zweiten Molaren des Oberkiefers (Zahn 17) und dem linken zweiten Molaren des Unterkiefers (Zahn 37), zwischen dem linken zweiten Molaren des Oberkiefers (Zahn 27) und dem linken zweiten Molaren des Unterkiefers (Zahn 37) sowie dem linken zweiten Molaren des Unterkiefers (Zahn 37) und dem rechten zweiten Molaren des Unterkiefers (Zahn 47). Der TOC-BL des linken zweiten Molaren des Unterkiefers (Zahn 37) war signifikant größer als der anderer entsprechender Zähne. Darüber hinaus wurden signifikante Unterschiede (p < 0,05) in der TOC-MD zwischen dem rechten zweiten Molaren des Oberkiefers (Zahn 17) und dem linken zweiten Molaren des Unterkiefers (Zahn 37) sowie zwischen dem linken zweiten Molaren des Oberkiefers (Zahn 27) und dem linken zweiten Molaren des Unterkiefers (Zahn 37) festgestellt. Der TOC-MD des linken zweiten Molaren des Unterkiefers (Zahn 37) war größer als der des rechten zweiten Molaren des Oberkiefers (Zahn 17) und des linken zweiten Molaren des Oberkiefers (Zahn 27). Es wurden keine statistischen Unterschiede zwischen dem linken zweiten Molaren des Unterkiefers (Zahn 37) und dem rechten zweiten Molaren des Unterkiefers (Zahn 47) in der TOC-MD gefunden.
Korrelationsanalyse
Die Korrelationsanalyse von Pearson ergab eine positive Assoziation zwischen TOC-BL und TOC-MD sowie zwischen TOC-BL und Randumfang, während eine negative Beziehung zwischen TOC-BL und der mittleren Abutmenthöhe beobachtet wurde. TOC-MD zeigte eine positive Korrelation mit dem Randumfang und eine negative Korrelation mit der mittleren Abutmenthöhe. Der Randumfang zeigte eine umgekehrte Assoziation mit der mittleren Widerlagerhöhe (Abbildung 6).

Abbildung 1: Klinische Falldarstellung der Zahnpräparation und der monolithischen Zirkonoxidkronenrestauration. (A-F) Monolithische Zirkonoxidkronenrestauration des linken ersten Molaren des Oberkiefers. (G-L) Monolithische Zirkonoxidkronenrestauration des rechten zweiten Prämolaren des Oberkiefers. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 2: Flussdiagramm der digitalen Evaluation. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 3: TOC-Winkel (Total Occlusal Convergence) mit 95%-Konfidenzintervallen, kategorisiert nach Zahntyp und verglichen mit den empfohlenen Werten. Signifikante Unterschiede zeigten sich bei Zahn 14 (TOC-MD = 15,21 ± 4,6°, TOC-BL = 10,97 ± 6,84°) und Zahn 46 (TOC-MD = 27,77 ± 13,41°, TOC-BL = 17,72 ± 6,10°), *p < 0,05. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 4: Vergleich des TOC-Winkels innerhalb desselben Quadranten. (A) Rechter Quadrant des Oberkiefers: TOC-BL unterschied sich bei Zahn 14 (10,97 ± 6,84°) vs. 16 (20,80 ± 9,59°) und 14 (10,97 ± 6,84°) vs. 17 (21,23 ± 8,17°), *p < 0,05. (B) Linker Quadrant des Oberkiefers. (C) Linker Quadrant des Unterkiefers: TOC-BL unterschied sich in Zahn 34 (16,03 ± 7,59°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°), 35 (15,94 ± 9,65°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°) und 36 (25,57 ± 11,6°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°), *p < 0,05. TOC-MD unterschied sich in Zahn 34 (18,08 ± 6,88°) vs. 37 (35,12 ± 14,67°), 35 (16,22 ± 10,64°) vs. 37 (35,12 ± 14,67°) und 36 (24,09 ± 10,97°) vs. 37 (35,12 ± 14,67°), *p < 0,05. (D) Rechter Quadrant des Unterkiefers: TOC-BL unterschied sich in Zahn 45 (14,98 ± 5,48°) vs. 47 (22,99 ± 8,95°) und 46 (17,72 ± 6,10°) vs. 47 (22,99 ± 8,95°), *p < 0,05. TOC-MD unterschied sich in Zahn 45 (14,96 ± 8,99°) vs. 46 (27,77 ± 13,41°) und 45 (14,96 ± 8,99°) vs. 47 (28,34 ± 12,32°), *P < 0,05. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 5: Vergleich des TOC-Winkels in homonymen Zahnstellungen. (A) Erste Prämolaren. (B) Zweite Prämolaren. (C) Erste Backenzähne. (D) Zweite Molaren: TOC-BL unterschied sich in Zahn 17 (21,23 ± 8,17°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°), 27 (19,37 ± 9,83°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°) und 37 (35,96 ± 20,21°) vs. 47 (22,99 ± 8,95°), *p < 0,05. TOC-MD unterschied sich in Zahn 27 (23,17 ± 9,95°) vs. 37 (35,12 ± 14,67°) und 17 (22,16 ± 9,48°) vs. 37 (35,12 ± 14,67°), *p < 0,05. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 6: Pearson-Korrelationsanalyse für TOC-Winkel, Randumfang und mittlere Widerlagerhöhe. Es wurden Korrelationen zwischen TOC-BL und TOC-MD, TOC-BL und Randumfang, TOC-BL und mittlerer Pfeilerhöhe, TOC-MD und Randumfang sowie TOC-MD und mittlerer Aufbauhöhe untersucht. *p < 0,05. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Tabelle 1: Reproduzierbarkeitsprüfung. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
Tabelle 2: Anzahl gültiger und ungültiger Messungen des TOC-Winkels, des Randumfangs und der mittleren Widerlagerhöhe. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
Tabelle 3: TOC-Winkel für jeden Seitenzahn. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
Tabelle 4: Lineare Trendanalyse des TOC-Winkels innerhalb desselben Quadranten. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
Tabelle 5: Unterschiede im TOC-Winkel bei homonymen Zähnen. A: p < 0,05 zwischen Zahn 37 und 17; b: p < 0,05 zwischen Zahn 37 und 27; c: p < 0,05 zwischen Zahn 47 und 37. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
Ergänzende Abbildung 1: Kalibrierung des Scanners. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.
Ergänzende Abbildung 2: Visuelle Darstellung der Ergebnisse der Vorverarbeitung. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.
Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden Interessen haben.
In dieser Studie wird eine modifizierte digitale Technik zur individualisierten Zirkonoxidkronenversorgung von Seitenzähnen untersucht.
Die Autoren wurden finanziell unterstützt vom Beijing Municipal Administration of Hospitals Incubating Program (PX2024028), der Capital Medical University (Fördernummer 2023JYY349), der National Natural Science Foundation of China (Fördernummer 81901001) und der National Natural Science Foundation of China (Fördernummer 62002033).
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