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Methodenartikel

Einfluss der Zahnstellung auf die Versorgung von molaren Zirkonoxidkronen mit einer modifizierten zahnärztlichen Messsoftware

436 Ansichten

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DOI:

10.3791/68587

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31. Oktober 2025

 ,  ,  ,  , 
1Department of Stomatology, Beijing Shijitan Hospital, Capital Medical University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

In dieser Studie wird eine modifizierte digitale Technik zur individualisierten Zirkonoxidkronenversorgung von Seitenzähnen untersucht.

Zusammenfassung

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.

Einleitung

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.

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Protokoll

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

  1. Software-Vorbereitung
    1. Verwenden Sie IOS, 3D-Inspektionssoftware und Dentalmesssoftware.
  2. Vorbereitung des Personals
    1. Durchführung von Messverfahren mit drei staatlich geprüften Prothetikern (mittlere klinische Erfahrung: 12,4 ± 2,1 Jahre).
    2. Führen Sie die Probenvorbereitung mit einem Team von neunzehn qualifizierten Prothetikern durch, die jeweils über mindestens 5 Jahre spezialisierte klinische Erfahrung verfügen. Stellen Sie sicher, dass alle Bediener vor Beginn der Studie eine standardisierte Schulung erhalten, um die Konsistenz der Verfahren zu gewährleisten.

2. Datenerfassung

  1. Ein- und Ausschlusskriterien
    1. Wenden Sie die folgenden Einschlusskriterien an: (1) Patienten ab 18 Jahren, (2) Patienten, die eine Einwilligungserklärung abgeben können, und (3) Patienten, die eine eingliedrige Krone auf einem natürlichen Zahn benötigen.
    2. Wenden Sie die folgenden Ausschlusskriterien an: (1) Personen, die Retainer für festsitzende Brücken benötigen, (2) Personen, die mehrere eingliedrige Kronen in einem einzigen Termin benötigen, und (3) Personen mit stark gekippten Zähnen.
  2. Datenquelle
    1. Erhalten Sie 238 umfassende Datensätze im Polygon File Format (PLY) zu Seitenzahnpräparationen für Kronen aus monolithischer Zirkonoxidkeramik von der Klinik für Stomatologie. Stellen Sie sicher, dass alle Zahnpräparationen aus klinisch indizierten Fällen stammen, die eine volldeckende Versorgung von Seitenzähnen mit strukturellen Defekten erfordern (Abbildung 1).
    2. Fügen Sie zusätzliche digitale Modelle von 19 Zahnärzten hinzu, die freiwillig an der Studie mitgewirkt haben. Kalibrieren Sie den Scanner (Ergänzende Abbildung 1) gemäß dem Protokoll des Herstellers. Erfassen Sie alle Präparationen mit dem folgenden standardisierten Scanprotokoll: (1) Aufrechterhaltung optimaler Beleuchtungsbedingungen, (2) Sicherstellung einer ordnungsgemäßen Feuchtigkeitskontrolle und (3) Erstellung von Teilbogenscans mit benachbarten Zähnen.

3. Datenvorverarbeitung

  1. Erstes Datenscreening
    1. Verarbeiten Sie alle 238 PLY-Datensätze mit einer 3D-Inspektionssoftware. Überprüfen Sie die Netzintegrität, indem Sie nach nicht mannigfaltigen Kanten und Löchern suchen.
    2. Vergewissern Sie sich, dass die Scanauflösung einen Punktabstand von mindestens 20 μm erreicht. Bewerten Sie die Qualität der Oberflächentextur anhand von Referenzstandards.
  2. Phase der Vorverarbeitung
    1. Importieren Sie die Scandaten in die 3D-Inspektionssoftware und stellen Sie die Einheitenspezifikation auf Millimeter ein. Verwenden Sie den Befehl Netzdoktor, um das polygonale Netz zu analysieren und zu reparieren, und rufen Sie dann die Bearbeitungsoberfläche auf.
    2. Wählen Sie aus den Menüwerkzeugen das Lasso-Werkzeug aus und aktivieren Sie die Funktion "Durch", um das Präparationsmodell von den umgebenden Zähnen zu isolieren. Führen Sie den Mesh Doctor-Algorithmus aus, um Löcher automatisch zu füllen, Oberflächen zu glätten und Netzkanten zu optimieren (Ergänzende Abbildung 2).
  3. Erzeugung von Ausgaben
    1. Exportieren Sie alle endgültigen Datensätze in zwei Formaten: hochauflösende PLY-Dateien (unter Beibehaltung der ursprünglichen Farbdaten) und produktionsfertige Stereolithographie-Dateien (STL) (Binärformat, 0,01 mm Sehnenhöhentoleranz).

4. Messverfahren

  1. Messung des TOC-Winkels
    1. Bedienen Sie die Messsoftware und wählen Sie Präparationsmodell importieren , um die Zahnpräparation auf dem Bildschirm anzuzeigen. Wählen Sie die Option Einfügepfad , um eine Hilfslinie, die die Einführrichtung der Krone angibt, auf die Präparationsfläche zu projizieren.
    2. Behalten Sie den Einführpfad senkrecht zur Okklusionsebene bei, und drehen Sie das Präparationsmodell. Messpunkte sowohl am Präparationsrand als auch 2 mm darüber im mesialen, mittleren und distalen Drittel entlang der mesiodistalen (MD) Achse16,31 auswählen.
    3. Führen Sie den Befehl TOC-Winkelmessung aus, um die Winkeldaten neben dem Bildschirm anzuzeigen. Wiederholen Sie den Vorgang, um die TOC-Winkel im bukkalen, mittleren und lingualen Drittel entlang der bukkolingualen (BL) Achse12,32 zu messen.
  2. Analyse des Margenperimeters
    1. Führen Sie den Befehl Randlinie extrahieren aus, und wählen Sie einen Startpunkt am Rande der Vorbereitungsendlinie aus. Zeichnen Sie das Präparat über den gesamten Umfang nach, bis Sie zum Ausgangspunkt zurückkehren.
    2. Ermöglichen Sie dem System, die Grenze zwischen hartem und weichem Gewebe automatisch abzugrenzen, wodurch ein Randumfang entlang der zervikalen Außenkante des Präparats erzeugt wird. Klicken Sie auf Teilen , um den Teil der Zubereitung innerhalb der Randzeile33 zu trennen.
  3. Messung der Widerlagerhöhe
    1. Aktivieren Sie die Funktion Höheninitialisierung und wählen Sie Messpunkte an der mesialen, distalen, bukkalen und lingualen Position der Kaufläche der Präparation aus, um sicherzustellen, dass alle Punkte mit der Achse des Einführpfads ausgerichtet sind.
    2. Führen Sie den Befehl Berechnen aus, um die mittlere Höhe der Zahnpräparation31 zu bestimmen. Abbildung 2 zeigt das Workflowdiagramm, das die Verfahrensschritte 3 bis 4 umfasst.

5. Qualitätskontrolle

  1. Bewerten Sie die Reproduzierbarkeit der Messung, indem Sie drei kalibrierte Zahnärzte anweisen, die Methode unabhängig voneinander auf einen einzelnen Zahn anzuwenden, wobei jeder Bediener vor der Hauptstudie 15 wiederholte Messungen durchführt.
  2. Bestätigen Sie die Reproduzierbarkeit zwischen den Bedienern, indem Sie überprüfen, ob die Standardabweichungswerte (SD) die vorgegebenen Akzeptanzschwellen erfüllen: ≤0,39° für die Variation des TOC-Winkels innerhalb einer einzelnen Ebene, ≤0,14 mm für die Konsistenz des Randumfangs und ≤0,11 mm für die Genauigkeit der Abutmenthöhenmessung.
  3. Fassen Sie die Ergebnisse aller drei Operatoren zusammen und berechnen Sie die mittleren SDs, die ungefähr 0,35° (TOC-Winkel), 0,10 mm (Randumfang) und 0,08 mm (Widerlagerhöhe) betragen sollten. Stellen Sie sicher, dass die SDs der einzelnen Betreiber unter den maximal zulässigen Schwellenwerten bleiben (Tabelle 1).
  4. Schlussfolgerung, dass die Bewertungsmethode eine klinisch akzeptable Reproduzierbarkeit bietet, wenn sie von geschulten Bedienern durchgeführt wird.

6. Statistische Analyse

  1. Kategorisieren Sie die Daten anhand der Zahnpositionen in 16 Gruppen (Tabelle 2 und Tabelle 3). Unterziehen Sie die Datasets einer Analyse des Inhaltsverzeichniswinkels, des Randumfangs und der mittleren Widerlagerhöhe.
  2. Normalverteilte Daten werden als Mittelwert und SD (X ± S) dargestellt und nicht normalverteilte Daten als Median und Quartile [M, (P25~P75)] ausgedrückt. Vergleichen Sie Unterschiede in den TOC-Winkeln zwischen Zähnen in identischen Positionen (14-24-34-44, 15-25-35-45, 16-26-36-46 und 17-27-37-47) mithilfe der Varianzanalyse (ANOVA) und führen Sie Post-hoc-LSD-t-Tests für paarweise Vergleiche durch.
  3. Führen Sie paarweise t-Tests durch, um die Schwankungen des TOC-Winkels zwischen Zähnen im selben Quadranten, aber in unterschiedlichen Positionen (14-15-16-17, 24-25-26-27, 34-35-36-37 und 44-45-46-47) sowohl in BL- als auch in MD-Richtung zu analysieren.
  4. Führen Sie einen linearen Trendtest durch, um zu beurteilen, ob der TOC-Winkel mit der Position des Seitenzahns im selben Quadranten zunimmt.
  5. Führen Sie die Korrelationsanalyse von Pearson durch, um die Beziehung zwischen dem TOC-Winkel, dem Randumfang und der mittleren Widerlagerhöhe zu bestimmen. Führen Sie alle Analysen mit SPSS 26.0 durch, und legen Sie das Signifikanzniveau auf α = 0,05 fest.

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Ergebnisse

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 di...

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Diskussion

Ziel dieser Studie war es, den totalen okklusalen Konvergenzwinkel (TOC) von monolithischen Zirkonoxidkronen mit Hilfe digitaler Technologie zu bewerten und seine Beziehung zur Zahnposition zu analysieren, ein Bereich, der noch nicht erforscht ist. Darüber hinaus ist die Anwendung digitaler Techniken bei der Präparation und Beurteilung dieser Kronen noch wenig erforscht. Klinische Proben wurden auf der Grundlage der Zahnlage entnommen, und für jeden Seitenzahn wurden der TOC-Winkel, der ...

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Offenlegungen

Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden Interessen haben.

Danksagungen

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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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
DentalEngineerV1.0SuZhou, China Zahnmedizinische Messsoftware
3Shape TRIOS33Shape, DanmarkIntraoraler Scanner
Geomagic Studio12.03D Systems, USAIntraorale Scan-Datenverarbeitung

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