Verbundprojekt: "Neuartige Verbindungen für modulare enossale Implantate (enoCONNECT)"; Teilvorhaben: "Untersuchung einer neuen Lösung für die Schnittstelle Implantatkörper/Abutment"

Abstract

Lösbare enossale Implantate bestehen aus mindestens drei Modulen. Das Grundmodul Implantatschraube wird direkt im Knochen verankert und ist über ein Verbindungselement (Abutment) mit der Zahnkrone verbunden. Die Verbindungen können durch einen Stoffschluss bspw. mit medizinischem Kleber oder Zement hergestellt werden, wodurch das Infektionsrisiko durch Bakterien verringert wird, aber gleichzeitig keine oder nur eine eingeschränkte Lösbarkeit besteht. Der Stand der Technik wird durch Schraubenverbindungen abgebildet, welche sich durch eine einfache Handhabung und ein hohes Sicherheitsempfinden auszeichnen. Dennoch können die Verbindungen zu technischen Problemen wie Schraubenlockerungen oder Materialbrüchen führen. Im Rahmen des Verbundvorhabens „Neuartige Verbindungen für modulare enossale Implantate (enoCONNECT)“ sollten neue Lösungsansätze erforscht werden. Die Arbeiten des Fraunhofer IWU gliedern sich in die Zielstellung des Gesamtvorhabens ein. Der Lösungsansatz dieses Teilvorhabens lag in der Untersuchung einer gewindefreien und lösbaren Verbindung zwischen Implantatschraube und Abutment. Die Verbindung basiert auf einer konischen Press-Fit Verbindung, welche eine großflächige Kraftübertragung ermöglicht. Kerbwirkungen durch Gewindegänge werden vermieden, wodurch die Fertigung vereinfacht wird. Um ein ähnliches Sicherheitsempfinden wie bei den herkömmlichen Implantatmodellen zu erreichen, wurde neben der Press-Fit Verbindung eine Rotationssicherung und ein standardisierter Fügeprozess untersucht. Die Erforschung der Verbindungskonzepte bildete die Grundlage für die Gestaltung der Schnittstelle zwischen dem Abutment und der Zahnkrone, welche vom Projektpartner Zahntechnik Schönberg im Projekt bearbeitet wird. Die Konzepte beider Schnittstellen wurden in einem gemeinsamen Arbeitsschritt kombiniert und ausgestaltet. Das gemeinsame Ziel im Gesamtvorhaben war die technische Realisierung von Funktionsdemonstratoren, welche mit herkömmlichen am Markt etablierten Implantatmodellen verglichen werden konnten. Die notwendigen Fertigungstechnologien der Titan- und PEEK-Komponenten wurden durch den Partner Servo-Dental GmbH & Co. KG, die Fertigungstechnologien der Keramikkomponenten werden durch den Partner Moje Keramik-Implantate GmbH & Co. KG erforscht. Final wurden die Konzepte O-Ring- und Ankerverbindung als Vorzugsvarianten und die Materialpaarungen Titan-Titan und Keramik-PEEK definiert. Für die O-Ring-Verbindung wurden zusätzlich Gummiringe genutzt. Insgesamt konnte bei den Konzepten auf in der Medizin- und Dentaltechnik etablierte Materialien zurückgegriffen werden, was eine zukünftige Produktentwicklung unterstützt. Während die fertigungstechnische Umsetzung der Ankerverbindung ohne zusätzlichen Aufwand möglich ist, muss bei der O-Ring-Verbindung mit einem erhöhten Aufwand in der Fertigung sowie bei der Montage gerechnet werden. Die Demonstratoren wurden anhand von Vergleichsmessungen in Anlehnung an die DIN ISO 14801, mittels μCT-Analyse und optischer Verfahren sowie in Handlingsversuchen evaluiert und dienten als Probekörper für den ebenfalls im Projekt untersuchten Lösungsansatz eines Kausimulators des Partners DYNA-MESS Prüfsysteme GmbH. Die vorliegenden Ergebnisse belegen die technische Machbarkeit der entwickelten Konzepte im Rahmen der durchgeführten labortechnischen Evaluierung, wobei Simulation und Experiment zu prinzipiell vergleichbaren Ergebnissen führten. Zusammenfassend konnten zwei neue lösbare Verbindungskonzepte für die Schnittstellen Implantat-Abutment und Abutment-Krone entwickelt und bewertet werden. Auf eine zusätzliche Schraubensicherung konnte verzichtet werden. Dies ermöglicht die Übertragung der Konzepte auf unterschiedliche Implantat- und Abutment-Durchmesser. Integriert wurde ein haptisches Feedback, welches dem Behandler mehr Sicherheit bei der Positionierung (Rotation und Verbindungsfestigkeit) bietet. Somit konnten Schnittstellen für Dentalimplantate realisiert werden, die einen Beitrag zur mehr Patientensicherheit leisten können