International Poster Journal of Dentistry and Oral Medicine
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Int Poster J Dent Oral Med 3 (2001), No. 4     15. Dec. 2001

Int Poster J Dent Oral Med 2001, Vol 3 No 4, Poster 96

Die Genauigkeit der Implantatbettaufbereitung unter Zuhilfenahme von Bohrschablonen. Eine mathematische Beschreibung der Toleranzen.

Sprache: Deutsch

Autoren:  Dr. Dr. med. Jörg Schlieper1, Dr. Ing. Dipl. Wirt. Ing. Lars Schlieper2, Dr. med. Bernhard Brinkmann1
1Praxis für Mund- Kiefer- Gesichtschirurgie, Kollaustr. 239, D-22453 Hamburg, und Abteilung für MKG-Chirurgie, Michaeliskrankenhaus Hamburg, Eichenstr. 34, D-20244 Hamburg
2RWTH Aachen, Verfahrenstechniker und Wirtschaftsingeneur, Alexanderstraße 28, D-52062 Aachen

Datum/Veranstaltung/Ort: 
30.11.-2.12.2000
1. Gemeinschaftstagung der Deutschen Gesellschaft für Implantologie im Zahn-, Mund- und Kieferbereich e.V. (DGI), der Österreichischen Gesellschaft für orale Chirurgie und Implantologie (ÖGOCI) und der Schweizerischen Gesellschaft für orale Implantologie (SGI)
Wien

Einleitung

Die prothetisch orientierte Implantatplanung im Sinne der "Rückwärtsplanung" gilt als Planungsverfahren der ersten Wahl. Für die Übertragung der Implantatposition auf die klinische Situation hat sich das relativ einfache Verfahren der Planungs- und Bohrschablonen mit der Möglichkeit der CT-Computergestützten Simulation bewährt (2, 3). Bei dem Verfahren der Planungs- und Bohrschablonen erfolgt nach Aufsetzen der Schablonen auf die Zähne die Implantatbohrung unter Führung über Titanhülsen, die in die Schablone in den gewünschten Implantatpositionen eingelassen sind. Mit Hilfe eines einfachen mathematischen Modells sollen die maximalen Toleranzen, die naturgemäß an der Bohrerspitze nach geführter Bohrung über schablonenverankerte Titanhülsen auftreten, bestimmt werden. 


Material und Methode

Drei grundsätzliche Vorgänge (s.u.), die einzeln oder in Kombination auftreten, sind für eine Abweichung der Bohrung von der gewünschten Bohrrichtung zu unterscheiden. Während bei Vorgang 1 und 2 (Abb. 1a) ausschließlich eine geometrische Betrachtung erfolgt, wird Vorgang 3 (Abb. 1b) zusätzlich durch die Materialeigenschaft der Hülsenhalterung beeinflußt. Die maximale Bohrabweichung bei Bohrung mit einem 2 mm Twistdrill Vorbohrer (Firma Nobel Biocare) bis zur 13 mm Längenmarkierung wird für zwei Hülsenarten berechnet: Hülse nach Yildrim (Firma Nobel Biocare), Steco-Titanhülse (Firma steco system technik). Die Werkstückangaben anderer auf dem Markt befindlichen Hülsen erhielten wir von den Firmen nicht. Die Berechnungen zur Bohrerabweichung bei Verkantung erfolgen unter Annahme einer zylinderförmigen Verbindung zwischen Hülse und Zahn aus PMMA-Kunststoff. 


a) b)
Abb. 1: Darstellung der über eine Schablone mit Bohrhülse geführten Bohrung. Vorgang 2 bei Kippung des Bohrers (a) und Vorgang 3 bei Torsion der Halterung (b). 

Ergebnisse

Die maximale Bohrabweichung an der Bohrerspitze errechnet sich wie folgt:

Vorgang 1
(bei Parallelverschiebung des Bohrers): die maximale Bohrabweichung entspricht der Toleranz zwischen Bohrer und Hülse (a).


Vorgang 2
(Kippung des Bohrers auf dem Niveau der Hülsenoberkante, Abb 1a, Tabelle 2):
für den Winkel (Winkelabweichung des Bohrers zur Hülsenachse bei Rotation und Translation) ergibt sich:


Hieraus können die Bohrabweichungen an der Bohrerspitze in der x- und y-Achse hergeleitet werden:

dB: Durchmesser Bohrer, dH: Durchmesser Hülse, LB: Länge Bohrer, LH: Länge Hülse

Vorgang 3
(bei Torsion der Halterung, Abb. 1b, Tabelle 3):
durch die Torsion der Hülsenhalterung ergibt sich folgende Winkelabweichung für den Bohrer:

: Winkelabweichung Bohrer, F: Kraft Hebelarm, b: Hebelarmstrecke, a: Länge Torsionsstück, d: Querschnitt Torsionsstück

Treten die Fälle 2 und 3 gleichzeitig ein, kann vereinfacht x1 und x2 sowie y1 und y2 addiert werden. 


Hülsenart Durchmesser Toleranz Werkstoff G-Modul
  (mm) (mm)   (MPA)
Yildrim 2,1 + 0,05 Ti1 ------
Steco 2,35 ±0,01 Ti4 ------
Bohrer 2 + 0,04 CrMnMoNi ------
Verbindung Hülse-Zahn   PMMA 1050
Tab. 1: Werkstückangaben


Hülsenart x min x max y min y max
Yildrim 0,16 0,41 0,001 0,008
Steco 0,25 0,29 0,006 0,009
Tab. 2: Abweichung der Bohrerspitze (mm) eines 2 mm Bohrers von der geplanten Bohrerspitzenposition in horizontaler (x) und vertikaler (y) Richtung. Angenommen wird die Bohrung über 3 unterschiedliche Hülsen bis zur 13 mm Bohrermarkierung.


Länge der Lücke Verbindung Hülse-Zahn x bei
  Durchmesser Länge F=1 bis 5 N/mm2
1 Zahn 5 mm 2,5 mm 0,002 bis 0,01
3 Zähne 5 mm 10,5 mm 0,01 bis 0,05
Tab. 3: Abweichung (x) bei Torsion der Verbindung Hülse-Zahn 


Schlussfolgerung

Die maximale horizontalen Abweichungen (x) bei Kippung des Bohrers (Abb. 1a, Tabelle 2) und bei Torsion der Verbindung Hülse-Zahn (Abb. 1b, Tabelle 3) liegen zwischen 0,2 und 0,4 mm. Die Bohrabweichung bei Torsion ist hierbei vernachlässigbar. Die horizontale Abweichung bei Parallelverschiebung des Bohrers (Vorgang 1) entspricht der Toleranz zwischen Bohrer und Hülse und liegt maximal zwischen 0,19 mm (Yildrim Hülse) und 0,4 (Steco Hülse). In Anbetracht der Tatsache, dass bei weiteren freihändigen oder aber wie bei der steco Hülse zum Teil geführten Bohrungen weitere Toleranzen auftreten und dann deutlich über 0,5 mm liegen, ist eine bessere Abstimmung der Werkstücke Bohrer - Hülse aufeinander zu fordern. 


Literatur

  1. Besimo, Ch.E., Lambrecht, J.Th., Jahn, M.: Präzision implantologischer Planung bei schablonengeführter digitaler Auswertung von Computertomogrammen. Z Zahnärztl Implantol 14 (1998).

  2. Domininghaus H.: Die Kunststoffe und ihre Eigenschaften. VDI Verlag Düsseldorf (1988).

  3. Schlieper J., Brinkmann B.: Computergestützte Planung der Implantatprothetik - erste klinische Erfahrungen mit dem Pogramm coDiagnostiX® Z Zahnärztl Implantol 16 (2000).

  4.  


Dieses Poster wurde übertragen von Dr. Dr. med. Jörg Schlieper.

Kontakt-Adresse:
Dr. Dr. med. Jörg Schlieper
Praxis für MKG-Chirurgie
Kollaustr. 239
22453 Hamburg