Moderne Zahnmedizin: Hightech für ein schönes Lächeln

Die Medizin macht Fortschritte. Dank stets neuer wissenschaftlicher Errungenschaften haben sich unsere Gesundheit und unser Lebensstandard enorm verbessert. Das lässt sich an der Veränderung der Lebenserwartung in den letzten einhundert Jahren sehr einfach ablesen.

Auch heute noch arbeiten Forscher und Wissenschaftler hart an weiteren Innovationen, die unser Leben revolutionieren werden. Im Rahmen der Digitalisierung und Errungenschaften rund um Automatisierung und künstlicher Intelligenz hat die Medizin viele Methoden gewonnen, die gerade erst verbreitete Nutzung erfahren oder erst noch in den Startlöchern stehen.

Die Zahnmedizin macht dabei keine Ausnahme. Im Bereich der Zahnmedizin, Zahntechnik und Dentalbehandlung gibt es eine Vielzahl an Neuerungen, die große Veränderungen mit sich bringen werden.

Dentalmedizin als dankbarer Abnehmer

Sämtliche medizinischen Aspekte rund um Kiefer und Zähne sind mit einem bestimmten Stigma verbunden. Der Besuch ist nicht selten unangenehm oder sogar mit Schmerzen für die Patienten verbunden, weshalb sich die Dentalphobie in unserer Gesellschaft weit verbreitet hat. Auch für Patienten, die keine direkte Angst vor dem Zahnarzt haben, ist es nicht gerade ein besonders beliebter Termin. Allein schon die Betäubungsspritze, die für viele kleinere Eingriffe nötig ist, lässt viele Menschen nervös werden.

Auch weniger invasive Behandlungen wie etwa die Kieferorthopädie sind relativ belastend, was insbesondere Kinder abschreckt. Das Nehmen des Zahnabdrucks mit Formlöffeln und Abdruckmasse ist schon Grund genug, sich nicht auf den Besuch zu freuen.

Gleichzeitig ist der gesellschaftliche Druck immer größer, ein gesundes, weißes und ebenmäßiges Lächeln zu haben. Doch die Möglichkeiten zur Zahnaufhellung sind begrenzt, traditionelle Orthopädiemethoden wie die Zahnspange mit einem gesellschaftlichen Stigma behaftet und Zahnersatz ist sehr teuer und aufwendig.

All diese Gründe tragen dazu bei, dass dieser Bereich der Medizin sehr bereitwillig auf neue Behandlungsmethoden setzt:

• Einerseits können diese den Eingriff einfacher, präziser und schmerzfreier
• Andererseits bringen sie neue Möglichkeiten für eine kosmetische Anwendung, die es Kunden einfacher macht, sich dafür zu entscheiden – denn sie sind günstiger oder bieten endlich eine kompromisslose Qualität.

Mit der steigenden Automatisierung durch moderne Technologien fühlen sich Dentallabore jedoch bedroht. Diese waren und sind bis heute für die Herstellung von Zahnprothesen oder Kronen verantwortlich, doch große Teile ihrer Arbeit könnten bald vom Zahnarzt in der eigenen Praxis erledigt werden. Wie sich diese Veränderung auf lange Sicht auf die Industrie auswirkt, bleibt noch abzusehen.

Futuristische Kerntechnologien: Medizin im Wandel

Die Forschung treibt stetigen Fortschritt an. In der komplexen Zahnmedizin spielen, wie in so vielen anderen Branchen, zahllose verschiedene wissenschaftliche Disziplinen und Technologieformen zusammen, um das Gesamtbild zu erschaffen.

Neue Errungenschaften auf jedem der Gebiete, die eine Rolle in der Dentaltechnik oder -medizin spielen, können daher zum Vorteil genutzt werden, auch, wenn sie ursprünglich unabhängig davon entwickelt wurden.

In den letzten Jahren und Jahrzehnten waren einige Fachbereiche besonders hoch im Kurs: In jeder Zukunftsvision spielen Nanotechnologie, Lasertechnik, 3D-Druck, Internet of Things, und die Künstliche Intelligenz eine große Rolle. Zusätzlich, diese Themen alle übergreifend, wird die automatisierte digitale Steuerung oder Fernsteuerung über Hochgeschwindigkeits-Internet dank Fortschritten in der Netztechnologie immer präziser.

All diese – und mehr – Technologien werden auch in der Zahnmedizin angewendet und werden den Alltag in diesem Feld von Grund auf verändern. Insbesondere die Planung und Herstellung von Zahnersatz wird von digitalen Techniken beeinflusst und wird deutlich erleichtert.

Es ist auch zu erwarten, dass mit einer wachsenden Akzeptanz derartiger Möglichkeiten noch weitere Anwendungszwecke für die Zahnmedizin gefunden werden. Natürlich handelt es sich weiterhin um Behandlungen des Kiefers und der Zähne, also handfester Organe und Strukturen – daher bleibt abzusehen, wo die Grenze der Nicht-Invasivität liegt.

Beispiele für Innovationen in der Dentalmedizin und -technik

Veränderung passiert natürlich nicht schlagartig. Auch, wenn viele dieser Kerntechnologien extrem aktuelle Themen sind, denen auf Technikmessen immer noch ein großes Interesse zukommt, sind einige davon bereits aktiv in Verwendung. Sie haben schon seit längerem einen Platz in Zahnarztpraxen oder heimischen Badezimmern. Manche wiederum werden nur von einigen wenigen Vorreitern eingesetzt, während einige erst in der Zukunft einsatzfähig sein werden. Sie stehen jedoch bereits in Entwicklung und werden daher erwartet.

Zahnmedizin

Von Zahnärzten in der Praxis werden täglich viele technische Hilfsmittel eingesetzt. Mit jeder dieser Errungenschaften haben sich die Möglichkeiten zur Behandlung spürbar verändert – örtliche Betäubung und Röntgenaufnahmen beispielsweise waren Meilensteine für die Zahnmedizin, die neue Ansätze möglich gemacht haben.

Auch was kleinere Veränderungen betrifft, die Schritt für Schritt die Qualität von Behandlungen verbessern, geschieht viel. So gibt es beispielsweise immer neue Materialien für Füllungen oder Kronen, die in bestimmten Situationen besser geeignet sind.

Letztendlich gibt es auch für die Vorsorge im heimischen Badezimmer ständig neuere, moderne Produkte, die die Zahnpflege im Alltag erleichtern oder effektiver machen können. In all diesen Bereichen gibt es neue Entwicklungen, die eine interessante Perspektive auf die Zahnmedizin von Morgen versprechen. Auch viele Behandlungen, die schon seit einiger Zeit eingesetzt werden, setzen auf futuristisch anmutenden Technologien – einige Beispiele für hochinteressante Anwendungen für die Zahngesundheit:

• Antimikrobielle Lichttherapie gegen Paradontitis:

Im Fachjargon antimikrobielle photodynamische Therapie (aPDT) genannt, können mit dieser Methode die Zellen der Mikroorganismen, die die bakterielle Entzündung hervorrufen, bekämpft werden. Ein Niedrigenergielaser sorgt mit einer Photoreaktion für die Freisetzung hochreaktiven Sauerstoffs – dieser wiederum zerstört die Bakterien und verhindert so ein Fortschreiten der Erkrankung.

Bei dieser Behandlung arbeiten mehrere wissenschaftliche Erkenntnisse zusammen – einmal ein photosensitiver Farbstoff, der die Mikroorganismen gegen Lichteinwirkung bestimmter Wellenlängen empfindlich macht und die Lasertechnologie, die gezielt zur Freisetzung des Sauerstoffs führt.

• Dentallaser

Der Laser hat in der Zahnmedizin eine lange Tradition. Hier werden hauptsächlich Diodenlaser, aber auch Er.YAG- und Nd.YAG-Laser eingesetzt. Diese haben verschiedene Vorteile, so dass es für jede Anwendung die passende Lasertechnik gibt. Diodenlaser werden beispielsweise häufig an Stelle eines Skalpells bei wenig invasiven Operationen eingesetzt.

Die Schnitteigenschaften sind besonders präzise, die Wirkung kann jedoch so kontrolliert werden, dass sie eine sehr niedrige Eindringtiefe hat – so bleibt darunterliegendes Gewebe unbeschädigt. Er.YAG-Laser wiederum kommen vermehrt zur Kariesentfernung oder ähnlichen abtragenden Anwendungen zum Einsatz.

• Digitales Röntgen

Das Röntgen zählt zu den wichtigsten medizinisch-technischen Anwendungen überhaupt. Durch die Erstellung der Bilder können klare Diagnosen gestellt und Befunde optisch unterstützt werden. Die digitale Variante – auch Radiovisiographie genannt – ist die Weiterentwicklung der althergebrachten Strahlenverfahren. Dabei werden die Ergebnisse nicht auf einem analogen Filmmedium festgehalten und entwickelt, sondern ein digitales Modell erstellt.

Da kein Film belichtet werden muss, sondern an deren Stelle empfindliche Sensoren treten, ist eine weniger intensive Bestrahlung notwendig. Das hat mehrere Vorteile: Die geringere Strahlenlast ist weniger aggressiv für den Körper des Patienten. Außerdem werden hiermit keine 2D-Aufnahmen, sondern dreidimensionale Computermodelle erstellt. Diese eignen sich weit besser für eine detaillierte Diagnostik.

• Intraoralkameras

Ein Spiegel und eine Tastsonde im Mund machen schon eine Routineüberprüfung einigermaßen unangenehm – und dennoch fällt dem Zahnarzt die Sicht auf die engsten Winkel eher schwer. Dafür gibt es jedoch ebenfalls moderne Lösungen, die in beiderlei Hinsicht besser sind.

Mit Intraoralkameras wird unter Hilfe von Infrarotlicht ein detailliertes Bild vom Mundraum aufgezeichnet. Moderne Kameratechnik sorgt dafür, dass sie trotz der kompakten Stiftform hervorragend scharfe Bilder liefert, die die Diagnose vereinfachen. Noch dazu können der Patient und Assistenten live auf einem Bildschirm die Bilder mit beobachten und so besser in die Diagnose einbezogen werden.

• Smart Toothbrush

Die Zahngesundheit hört nicht an der Tür der Zahnarztpraxis auf. Die Hygiene zuhause spielt eine sehr große Rolle, weshalb schon seit vielen Jahren elektrische Zahnbürsten wegen ihrer besseren Putzeigenschaften empfohlen werden. Smart-Technologie und Internet of Things ist nun auch bei Zahnbürsten angekommen, um, hier noch weitere Verbesserungen zu erzielen.

Die sogenannten Smart-Zahnbürsten können das Putzverhalten und die Technik live analysieren und so in einer App Hinweise anzeigen, wo man Verbesserungen einbringen kann – beispielsweise mehr Zeit auf der Rückseite der Zähne verbringen. Ebenso zeigen sie an, wenn man zu viel Druck anwendet oder wie viel Zeit noch von der empfohlenen Putzdauer übrig ist. Fortgeschrittene Modelle bauen darauf auf und sollen beispielsweise Ansammlungen von Plaque erkennen und ein Signal ertönen lassen, wenn diese erfolgreich entfernt sind.

Zahntechnik und Orthopädie

Die Herstellung von Zahnersatz, die Technik hinter Prothesen, Implantaten und Kronen und die orthopädische Behandlung der Zähne sind ebenso wichtig für die dentale Gesundheit wie die zahnärztlichen Behandlungen an sich.

Gerade im Bereich der Implantate, die auch vermehrt aus kosmetischen Gründen eingesetzt werden, sind technische Neuerungen besonders spürbar. Planung, Herstellung und Durchführung werden dadurch verbessert und effizienter gestaltet, was den gesamten Vorgang auch günstiger macht.

Das ist ein wichtiger Punkt, da besonders bei Zahnersatz aus kosmetischen Gründen die Kostenfrage häufig ein großer Faktor ist. So zählen Implantate häufig zu den Privatleistungen, wodurch nur spezielle Zahnzusatzversicherungen die Kosten (teilweise) decken würden.

Effizientere und günstigere Behandlungen könnten also einen großen Umschwung verursachen und mehr zur Norm werden. Möglicherweise müssen Krankenkassen mit der Zeit gehen und sich gegenüber der Kostenübernahme von mehr und komplexeren Dentaltechniken öffnen.

• CAD/CAM zur Herstellung von Zahnersatz

Die Herstellung von Zahnersatz ist ein schwieriges Feld, da hohe Präzision und eine exakte Anpassung an die Anforderungen notwendig sind. Daher wird diese Arbeit in hochspezialisierten Dentallaboren durchgeführt, was die Prothesen auch sehr teuer macht.

Doch Computer können heute sowohl bei dem Design als auch der Fertigung assistieren. Mit hochpräzisen CNC-Programme wird der Zahnersatz digital modelliert und danach beispielsweise aus Zirkonoxid ausgefräst. Das garantiert eine fehlerfreie, schnelle Herstellung perfekt passender Kronen oder Brücken. Ebenso gibt es bereits die Möglichkeit, einfachere Teile ohne bestimmte Materialanforderungen in 3D-Druckern herzustellen.

• Neue Materialien zur Herstellung

Auch die Werkstofftechnik macht immer weitere Fortschritte. Das bereits genannte Zirkonoxid ist eine hochwertige Form von Keramik, die sich fortlaufend verbessert und mittlerweile metallfreie Applikationen von höchste Qualität ermöglicht.Doch die Stoffe, die für die Zahntechnik der Zukunft am bedeutendsten sein könnten, sind Materialien, die zur Herstellung von Zahnersatz im 3D-Drucker geeignet sind.

Chemie, Physik und Informationstechnik arbeiten hier Hand in Hand, so dass mit neuartigen Verbundwerkstoffen wie dem Filled Hybrid von NextDent hochwertige Kronen oder Brücken direkt im Drucker hergestellt werden können – auf Wunsch mit individueller Farbgebung. Langzeitzahnersatz aus dem 3D-Drucker, der noch dazu sämtliche kosmetischen Standards erfüllt, könnte dieses Feld der Zahntechnik vollständig revolutionieren.

• Präzisere Inlay-Fertigung durch digitale Modelle

Die Rekonstruktion beschädigter Zähne durch Füllungen oder Inlays ist ein großer Teil der Zahnmedizin. Letztere sind vorgefertigte Einlagen, die den Zahndefekt vollständig reparieren. Die Herstellung dieser war bisher eine große Herausforderung an Zahnärzte und Zahntechniker, da die Passgenauigkeit mit handwerklicher Arbeit perfektioniert werden musste. Das machte den Vorgang auch Zeitintensiv für Patienten, die mehrere Termine wahrnehmen mussten.

Doch auch diese können nun dank digitaler CAD/CAM-Methoden ebenfalls automatisiert hergestellt werden. Hier kommt ebenfalls eine intraorale Kamera zum Einsatz, um den zu reparierenden Zahn perfekt zu vermessen und ein digitales Modell zu erstellen. Darauf basierend wird ein Inlay modelliert, welches dann direkt von der CNC-Schleifmaschine hergestellt wird und eingesetzt werden kann. Der gesamte Vorgang dauert dann höchstens wenige Stunden, so dass ein einziger Termin ausreicht.

• Lasermelting

Das selektive Laserschmelzen ist eine Verfahrenstechnik, bei der aus geschichtetem Metallpulver mit Hilfe von präzisen Laserstrahlen vorher designte Strukturen gefertigt werden. Sie werden praktisch Schicht für Schicht zusammengeschmolzen. Da hier ganz gezielt feine Partikel aus dem Pulver zu dem herzustellenden Objekt hinzugefügt werden, handelt es sich, wie auch der 3D-Druck, um ein additives Herstellungsverfahren. Damit können Metallteile gefertigt werden, die entweder als Modellguss – also einer Form der Prothese – oder als Brücke und Kronen zum Einsatz kommen können.

Im Gegensatz zum mechanischen Fräsen können dank der Lasertechnik auch sehr komplexe Formen aus einem nahtlosen Stück hergestellt werden. Noch dazu ist der Vorgang deutlich schneller, da direkt von vorgefertigten Digitalmodellen ausgehend gearbeitet werden kann.

• Augmented Reality
• Die Überlagerung echter Livebilder von einer Kamera mit digitalen Elementen, die von einem Computer berechnet werden, hat viele verschiedene Anwendungsformen im medizinischen Bereich. In der Zahnmedizin kann Augmented Reality beispielsweise zur Unterstützung des Beratungsprozesses mit Patienten zum Einsatz kommen, indem beispielsweise in sofort erstellten Bildern das Aussehen von Zahnersatz, Prothesen, aufgehellten Zähnen oder Kronen.Das erweitert die Prozesskette von Behandlungen um die Möglichkeit, das erwartete Behandlungsergebnis im Voraus genau zu betrachten und besser abschätzen zu können. Patienten dürften sich so leichter für bestimmte Maßnahmen entscheiden können und am Ende zufriedener mit dem Ergebnis sein, da dieses der Erwartungshaltung entspricht.Ein hochinteressantes Produkt aus den USA, das die Kieferorthopädie von Grund auf verändern könnte – denn mit dem Stigma der auffälligen Zahnspange, die besonders bei Kindern und Jugendlichen zu sozialen Problemen führen kann, könnte es ein für alle Mal vorbei sein. Auch Erwachsene, die häufig davor zurückschrecken, sich noch einer Behandlung mit Spangen und Brackets zu unterziehen, ist diese Lösung sehr interessant.Invisalign stellt transparente, kaum sichtbare Retainer (herausnehmbarer Zahnstabilisatoren) her, die die Zähne nach und nach in die gewünschte Position bringen. Da sie vollständig aus einem transparenten Kunststoff bestehen, müssen für jedes Behandlungsstadium neue „Aligner“ her.Diese werden auf Basis eines Scans hergestellt, woraufhin mit digitalen Modellen die gewünschten und erwarteten Zahnbewegungen vorauskalkuliert werden. Dann werden auf der Grundlage dieser Daten die jeweils nötigen Retainer für jede Etappe im 3D-Drucker hergestellt. Viele technologische Aspekte arbeiten hier zusammen, um die kieferorthopädische Behandlung zu verbessern.
• InvisalignEin hochinteressantes Produkt aus den USA, das die Kieferorthopädie von Grund auf verändern könnte – denn mit dem Stigma der auffälligen Zahnspange, die besonders bei Kindern und Jugendlichen zu sozialen Problemen führen kann, könnte es ein für alle Mal vorbei sein. Auch Erwachsene, die häufig davor zurückschrecken, sich noch einer Behandlung mit Spangen und Brackets zu unterziehen, ist diese Lösung sehr interessant.Invisalign stellt transparente, kaum sichtbare Retainer (herausnehmbarer Zahnstabilisatoren) her, die die Zähne nach und nach in die gewünschte Position bringen. Da sie vollständig aus einem transparenten Kunststoff bestehen, müssen für jedes Behandlungsstadium neue „Aligner“ her.Diese werden auf Basis eines Scans hergestellt, woraufhin mit digitalen Modellen die gewünschten und erwarteten Zahnbewegungen vorauskalkuliert werden. Dann werden auf der Grundlage dieser Daten die jeweils nötigen Retainer für jede Etappe im 3D-Drucker hergestellt. Viele technologische Aspekte arbeiten hier zusammen, um die kieferorthopädische Behandlung zu verbessern.

  Dentale Kosmetik

  Zusätzlich zur Zahngesundheit gehört natürlich auch das äußere Erscheinungsbild dazu. Auch hier gibt es Fortschritte bei den Anwendungen, insbesondere zur Aufhellung der Zahnfarbe.

  Ein weißes Lächeln – das ist ein sehr wichtiges Schönheitsmerkmal für viele. Doch nicht immer ist dieses von Natur aus gegeben, etwa bei dünnerem Zahnschmelz. In den meisten Fällen sorgen aber äußere Einwirkungen wir das Rauchen oder der Konsum von viel Tee oder Kaffee für Verfärbungen.

  Doch hier kann mit einer Zahnaufhellung ausgeholfen werden. Diese kann sowohl zuhause mit gekauften Produkten durchgeführt werden, häufiger wird jedoch eine professionelle Behandlung beim Zahnarzt empfohlen.

  Dabei kommt es beispielsweise zu einer Bestrahlung der Zähne mit Licht, nachdem sie mit einem fotoaktiven Gel bestrichen werden. Ebenfalls gibt es Behandlungsarten, die das Gel mit Hilfe eines Lasers aktiviert oder auch die Möglichkeit, nur ein Bleichgel mit Wasserstoffperoxid aufzutragen, das ohne Lichteinwirkung funktioniert – im Grunde die gleiche Funktionsweise, wie bei Heimprodukten.

  Die Lichttherapien sind jedoch die neueste Entwicklung, die für Patienten besonders interessant sein dürfte. Diese sind so effektiv, dass sie schon mit einmaligen, kurzen Anwendungen, die innerhalb eines Termines durchgeführt werden können, spürbare Verbesserungen in der Zahnfarbe bringen. Zudem werden sie unter ärztlicher Aufsicht durchgeführt, wodurch Fehler vermieden werden.

  Das bringt die Zukunft: Forschungsobjekte

  Viele der aufgezählten Technologien befinden sich bereits im Einsatz oder kündigen sich durch erste Prototypen an. Natürlich ist mit dem aktuellen Stand der Technik noch lange nicht Schluss. Die Forschung verbessert weiterhin Materialien und technische Fortschritte werden Behandlungsmöglichkeiten erweitern.

  Diese Technologien der Zukunft werden sowohl die Prophylaxe verbessern, wodurch weitaus weniger Zahnersatz benötigt wird, aber auch gleichzeitig die Qualität dieser und Behandlungsmethoden, die sich anschließen, spürbar beeinflussen:

  • Fokus auf Software: Die Rolle von Computern wird immer wichtiger werden. Dank künstlicher Intelligenz und Neuerungen in der Kommunikationstechnik könnten Behandlungen von Experten bald in jeder Praxis durch Fernsteuerung durchgeführt werden. Auch eine KI‑gestützte Diagnostik könnte Behandlungen in der Zahnmedizin verbessern.
  • LCM-Drucktechnologie für Keramik: Hierfür wurde erstmals 2019 auf der IDS ein wirtschaftliches Gerät vorgestellt. Mit LCM (Lithography-based Ceramic Manufacturing) können Keramiken – also auch Zirkonoxid – in einem additive 3D-Druckverfahen bearbeitet werden. Das könnte die Herstellung präziser und hochwertiger Dentalprodukte deutlich erleichtern.
  • Echte Zähne als Zahnersatz: Naturzähne, die im Labor gezüchtet werden? Das klingt utopisch, doch ist ein Ziel vieler Forscher. Forscher der TU Berlin arbeiten an Zähnen, die aus echten körpereigenen Pulpazellen in Vitro gezüchtet werden. Alternativ könnten die Wachstumszellen implantiert werden, wodurch organisch direkt im Mund ein neuer Zahn nachwachsen würde.

  Videoquellen:

  Video 1: Kapanu AG © YouTube.com