Analyse der internen und marginalen Passung von optisch abgeformten, computergestützt gefertigten Inlays bei unterschiedlichen Präparationsformen

In dieser Studie wurde analysiert, ob die interne und die marginale Passung von optisch abgeformten und computergestützt gefertigten dreiflächigen Keramikinlays von der Präparationsform abhängig sind. Ausgehend von zwei Grundquerschnittsformen, der klassischen Kastenform mit abgerundeten Li-nienwinkeln und einer runden Präparation, wurden Isthmusbreite und Divergenzwinkel der Kavitä-tenwände jeweils variiert. Es wurden insgesamt 16 Inlayformen in Kunststoffmolaren (Zahn 16) prä-pariert, die das in der Literatur beschriebene Parameterspektrum hinsichtlich der Form des Kavitä-tenbodens, der Isthmusbreite und des Kavitätendivergenzwinkels repräsentierten. Bei einer Hälfte der Kavitäten wurde eine Kastenform mit planem Kavitätenboden und zu den axialen Wänden hin abgerundeten Ecken präpariert. Bei der anderen Hälfte wurde der gesamte Kavitätenboden rund gestaltet. Des Weiteren wurden die minimalen Breiten mit 1,5 mm und 2,5 mm sowie die Divergenz-winkel der Kavitätenwände mit 4°, 6°, 8° und 10° variiert. Für jede Präparationsform wurden fünf Keramikinlays hergestellt. Nach der Kavitätenpräparation erfolgten die optische Abformung mit einer Kamera (Streifenlichtpro-jektion mit aktiver Triangulation), die computergestützte Konstruktion von Keramikinlays und der computergesteuerte Schleifprozess. Zur Untersuchung der inneren Passung wurden die gefrästen Inlays in den Kavitäten positioniert und die Molaren mit einem Mikro-Computertomographen gescannt. Die Daten wurden zu einem Volu-menkörper rekonstruiert, anhand dessen die innere Passung als mittlerer Spalt der Inlays analysiert werden konnte. Zur Untersuchung des Randspaltes wurden in einer zweiten Versuchsreihe die Approximalseiten je-des Inlays mit einem Digitalmikroskop gescannt und anschließend mit einer Analysesoftware vermes-sen. Untersucht wurden die Breite des Randspaltes (durchschnittliche Breite, Maximalwerte), die Homogenität (gleichmäßige Positionierung der Inlays in den Kavitäten) und die Randqualität (Mittel-wertabweichung von einer mittleren Ideallinie). Zur statistischen Auswertung wurden die Ergebnisse mit dem Mann-Whitney U Test und dem Tukey-Test verglichen. Die Mikro-Computertomographie-Analyse des internen Spalts zeigte bezüglich der Präparationsform für die abgerundete Kastenform signifikant geringere Werte (abgerundete Kastenform 95,4 μm ± 11,1 μm, runder Kavitätenboden 100,0 μm ± 9,2 μm, p = 0,014). Für die Kavitätenbreite wies der mittlere Randspalt der schmalen Präparationsform signifikant geringere Werte (1,5 mm: 95,0 μm ± 9,5 μm; 2,5 mm: 100,5 μm ± 10,6 μm; p = 0,014) auf. Für keinen der Divergenzwinkel der Kavitä-tenwände konnte ein signifikanter Unterschied festgestellt werden. Die Auswertung der lichtmikroskopischen Aufnahmen des Randspalts zeigte bezüglich der Präparati-onsform bei den abgerundet-kastenförmig präparierten Kavitäten geringere Messwerte. Signifikant waren dabei die durchschnittliche Randspaltbreite (abgerundet-kastenförmig 86,3 μm ± 16,2 μm, rund 100,1 μm ± 15,7 μm, p = 0,015), die Homogenität (abgerundet-kastenförmig 31,4% ± 4,9%, rund 10,9% ± 4,4%, p = 0,021) und ebenfalls signifikant die Randqualität (abgerundet-kastenförmig Abwei-chung von der Mittellinie: 23,6 μm ± 9,6 μm; rund Abweichung von der Mittellinie: 40,0 μm ± 8,3 μm, p < 0,0001). Für die Variation der Isthmusbreite konnten hingegen keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden. Im Vergleich der Divergenz der Kavitätenwände konnte kein Winkel bestimmt werden, der sich signifikant von anderen unterschied. Überlagert wurden die Ergebnisse der einzelnen Präparationsparameter durch Unterschiede zwi-schen den beiden approximalen Anteilen des Restaurationskörpers. Die Inlayseiten, die der Ein-spannvorrichtung der Fräsmaschine zugewandt waren, zeigten bei der durchschnittlichen Randspalt-breite (116,8 μm ± 20,0 μm) und der Randqualität (37,0 μm ± 12,3 μm) höhere Messwerte als die der Einspannvorrichtung abgewandten Seite, an welcher der Schleifprozess begonnen wurde (durch-schnittliche Randspaltbreite 69,7 μm ± 14,4 μm, Randqualität 26,7 μm ± 11,2 μm). Trotz signifikanter Unterschiede zeigten alle hier untersuchten Präparationsformen für die klinische Anwendung tolerierbare Passungen. Auch wenn die kastenförmigen Kavitäten und die schmalen Isthmen geringere Randspaltbreiten erzielt haben, befinden sich alle Spaltbreiten in einem akzeptab-len Bereich. Es konnte somit gezeigt werden, dass dem Behandler bei der Herstellung von Keramikin-lays mit einem CAD/CAM-Verfahren ein breiter Bereich von Präparationsformen zur Verfügung steht und somit eine defektorientierte und substanzschonende Präparation ermöglicht wird.In this study, it was analyzed whether the internal and marginal fit of optically replicated and com-puter-assisted manufactured three-surface ceramic inlays depends on the preparation form. Starting from two basic profiles, the classical box shape with rounded line angles and a round prepa-ration, the isthmus width and divergence angle of the cavity walls were varied. A total of 16 inlay forms were prepared in polymer molars (tooth 16), which represented the range of parameters de-scribed in the literature with regard to the shape of the cavity bottom, the isthmus width and the cavity divergence angle. Half of the cavities were prepared with a box shape with a flat cavity bottom and corners rounded off towards the axial walls. In the other half, the entire cavity floor was round-ed. Furthermore, the minimum widths of 1.5 mm and 2.5 mm as well as the divergence angles of the cavity walls were varied at 4°, 6°, 8° and 10°. Five ceramic inlays were produced for each preparation form. After the cavity preparation, optical impressions were taken with a camera (light projection with active triangulation), the computer-aided construction of ceramic inlays and the computer-controlled grinding process. To examine the internal fit, the inlays were positioned in the cavities and the molars were scanned with using micro-computed tomography. The data were reconstructed into a solid body, which was used to analyze the inner fit as the middle gap of the inlays. In order to investigate the marginal gap, the proximal sides of each inlay were scanned and then measured with a digital microscope. The study examined the width of the marginal gap (average width, maximum values), homogeneity (positioning of the inlays in the cavities) and the marginal quality (mean deviation from an average ideal line). For statistical evaluation, the results were compared with the Mann-Whitney U test and the Tukey test. The micro-computed tomography analysis of the internal gap showed significantly lower values (rounded box form 95.4 μm ± 11.1 μm, round cavity bottom 100.0 μm ± 9.2 μm, p = 0.014) with re-spect to the preparation form for the rounded proximal box. For the width of the cavity, the mean marginal gap of the narrow preparation form displayed significantly lower values (1.5 mm: 95.0 μm ± 9.5 μm; 2.5 mm: 100.5 μm ± 10.6 μm; p = 0.014). None of the divergence angles of the cavity walls revealed a significant difference. The evaluation of the light microscopic images of the marginal gap showed lower values with regard to the preparation form of the rounded box-shaped prepared cavities. The differences were signifi-cant for the average gap width (rounded-box-shaped 86.3 μm ± 16.2 μm, round 100.1 μm ± 15.7 μm, p = 0.015), for homogeneity (rounded-box-shaped 31.4% ± 4.9%, round 10.9% ± 4.4%, p = 0.021) and also significant for the gap quality (deviation from the ideal line, rounded box: 23.6 μm ± 9.6 μm; round: 40.0 μm ± 8.3 μm, p < 0.0001). For the variation of the isthmus width, however, no significant differences were found. In compari-son with the divergence of the cavity walls, it was not possible to determine any preferable angle. The results of the individual preparation parameters were superimposed by differences between the two proximal parts of the restoration. The inlay sides facing the clamping device of the milling ma-chine showed higher values for the average marginal gap width (116.8 μm ± 20.0 μm) and the mar-ginal quality (37.0 μm ± 12.3 μm) than the side facing away from the clamping device on which the grinding process was started (average marginal gap width 69.7 μm ± 14.4 μm, marginal quality 26.0 μm). Despite significant differences, all the preparation forms investigated here showed tolerable fits for clinical application. Even if the box-shaped cavities and the narrow isthmus have smaller marginal gap widths, all gap widths in this study were within an acceptable clinical range. It was thus possible to show that a wide range of preparation forms is available to the dentist for ceramic CAD/CAM in-lays, thus enabling a preparation that is both caries-oriented and tooth substance preserving