Additive und subtraktive Verfahren in der Implantologie

Daher ist die derzeit verfügbare wissenschaftliche Evidenz in Teilen noch sehr eingeschränkt. Dabei sind die subtraktiven Methoden (SM) deutlich älter und off ensichtlich besser untersucht als die additiven Verfahren (AM). Beide Techniken werden u. a. eingesetzt in der Implantologie zur Herstellung von Bohrschablonen, in der Teil- und Vollprothetik, der Kieferorthopädie und für die Herstellung von Okklusionsschienen und Scaffolds für die Gesteuerte Knochenregeneration. Beide Verfahren haben zum Ziel, die Herstellungszeit im Labor zu verkürzen und den Workflow zu vereinfachen. Ob diese Zielsetzung derzeit bereits erreicht wurde, ist als durchaus fraglich einzustufen. So konnte in einem systematischen Review ermittelt werden, dass die Herstellungszeit von implantatgetragenem Zahnersatz zwar relativ niedrig ist, die notwendige Nachbearbeitung (wie z. B. Sinterungsprozesse) offensichtlich zu einer erheblichen Erhöhung der Produktionszeit führt [Mühlemann, et al., 2021]. In einer anderen systematischen Übersicht wird im Gegensatz dazu darauf hingewiesen, dass CAD/CAM-gefertigte Voll- und Teilprothesen zu erheblichen Zeit- und Kosteneinsparungen führen können. Diese Erkenntnis beruht – auch nach Ansicht der Autoren – ebenfalls auf einer eingeschränkten Evidenzlage [Jafarpour, et al., 2024]. Es scheint, dass die AM-Fertigung gegenüber der SM-Fertigung nachhaltiger und effizienter ist, da weniger Material und eine geringere Dauer für die Herstellung der Werkstücke erforderlich ist [Al Ghamdi und Gad, 2024].

In einer weiteren Übersichtsarbeit konnte festgestellt werden, dass SM-Fertigungsmethoden bei der Herstellung von Keramikrestaurationen zu einer höheren Genauigkeit führen als AM-Verfahren [Al Hamad, et al., 2022]. Dabei hatten SM-gefertigte Keramiken zusätzlich eine höhere Biege- und Bruchfestigkeit, eine höhere Härte sowie eine geringere Porosität, Ermüdung und volumetrische Schrumpfung. Demgegenüber zeigten AM-Keramiken ein günstigeres Elastizitätsmodul und eine bessere Benetzbarkeit. Beide Methoden führten zu einer guten Biokompatibilität. Beim direkten Vergleich zeigten SM-gefertigte Kronen jedoch gegenüber AM-gefertigten Kronen eine bessere klinische Performance und höhere Überlebensraten [Dewan, 2023]. Allerdings wiesen die in die Analyse eingeschlossenen Studien – wie so häufi g in der vorliegenden Übersicht – einen hohen Heterogenitätsgrad auf. In einer weiteren Übersichtsarbeit konnten aufgrund der sehr eingeschränkten Datenlage keinerlei Erkenntnisse zu Vorteilen einer der beiden Methoden bei der Herstellung von implantatgetragenem Zahnersatz aus Zirkonoxid und Polymerkunststoff en mittels AM im Vergleich zu Zahnersatz aus Zirkonoxid, Lithiumdisilikat, kunststoff modifizierten Keramiken und verschiedenen Polymerkunststoff en nach SM-Fertigung ermittelt werden [Ioannidis, et al., 2023]. 

In einem weiteren Review wurde der Einsatz von AM-gefertigten Zirkonoxidkronen – bei einer ebenfalls sehr eingeschränkten Studienlage – als vielversprechend eingestuft [Kreve, et al., 2024]. In Bezug auf die Haftfestigkeit konnte zwischen den AM- und SM-Verfahren bei Kronen aus Zirkonoxid und Photopolymeren kein Unterschied festgestellt werden [Kagaoan, et al., 2024]. Beim Vergleich der Haftung von Keramiken auf Gerüsten aus Kobalt-Chrom (Co-Cr) wurde eine signifikant höhere Scherhaftung und Biegefestigkeit bei gefrästen im Vergleich zu gegossenen Co-Cr-Gerüsten ermittelt. Auf die Haft festigkeit der Verblendung hatte das Gerüstherstellungsverfahren offensichtlich keinen Einfluss [Revilla-León, et al., 2022]. In Bezug auf die mechanischen Eigenschaft en von 3D-gedrucktem definitivem Zahnersatz aus Komposit wurde in einer weiteren Übersichtsarbeit festgestellt, dass 3D-gedruckte Komposite aufgrund ihrer unzureichenden mechanischen Eigenschaft en und der begrenzten Evidenz derzeit noch nicht die erste Wahl für indirekte Restaurationen sind [Pot, et al., 2024]. 

Es scheint, dass im Vergleich zu gefrästen Restaurationen AM-Restaurationen eine geringere oder bestenfalls eine ähnlich gute Genauigkeit aufweisen und AM-Verfahren der SM-Fertigung in dieser Hinsicht unterlegen sein könnten [Rutkūnas, et al., 2022]. In einer weiteren systematischen Übersicht wurde im Gegensatz dazu ermittelt, dass sich mittels der additiven Fertigungstechnik Kronen herstellen lassen, deren Passgenauigkeit und Randqualität durchaus mit der subtraktiven Fertigung vergleichbar sind [Silva, et al., 2024]. Während der 3D-Druck sich zur Herstellung beispielsweise von Implantatbohrschablonen bewährt hat, sind 3D-gedruckte Implantate aus Titan und Zirkonoxid derzeit noch in der Erprobungsphase [Kreve, et al., 2024, Pradíes, et al., 2024]. Offensichtlich hat dabei der Winkel, in welchem der Druckvorgang erfolgt, einen signifikanten Einfl uss auf die mechanischen Eigenschaft en der Implantate. So führten Druckwinkel von 0, 45 und 90 Grad zu besseren Ergebnissen in Bezug auf die Parameter Rauigkeit, Härte, Zug- und Druckfestigkeit von gedruckten Titanimplantaten [Calazans Neto, et al., 2024]. Auch hier waren die Größe und die Anzahl der Poren auf der Oberfläche entscheidend für die Hydrophilie der Implantatoberfläche und somit für die Osteoblastenadhäsion und die Osseointegration [Calazans Neto, et al., 2023a, Calazans Neto, et al., 2023b]. Im Vergleich zu gefrästen Implantaten konnte in einer Übersichtsarbeit kein klarer Vorteil der gedruckten Implantate auf die Osteoblastenadhäsion und -proliferation ermittelt werden, was zumindest für die Gleichwertigkeit gedruckter Implantate bei der Osseointegration spricht [Dias Corpa Tardelli, et al., 2022]. 

In Bezug auf die Biokompatibilität von 3D-gedruckten Kunststoffen haben offensichtlich die Materialzusammensetzung, die Nachbearbeitungstechniken und die Herstellungsmethoden einen großen Einfluss [Prakash, et al., 2024]. Daher sollten 3D-gedruckte Dentalkunststoffe aktuell sorgfältig ausgewählt und angewendet werden. Insgesamt lässt sich feststellen, dass – trotz der enorm voranschreitenden Fortschritte in der digitalen Technologie die Evidenzlage und die klinische Relevanz der derzeit verfügbaren wissenschaftlichen Erkenntnisse sehr eingeschränkt ist.