Vorklinische Untersuchung eines selbststoppenden Bohrersystems zur Implantatbettaufbereitung

Obwohl die orale Implantation weitläufig als sicheres Operationsverfahren angesehen wird, können Komplikationen auftreten, die für den Patienten zu unangenehmen Konsequenzen führen. Trotz moderner computergestützter schablonengeführter Implantationsmethoden kann eine Gefährdung sensibler Strukturen nicht ausgeschlossen werden und verlangt deshalb die Optimierung der verfügbaren technischen Ressourcen. Aus diesem Grund wurde ein neuartiges Bohrsystem entwickelt, das selbstständig Weichgewebe detektiert und so sensible Strukturen durch einen Autostopp des Bohrvorgangs schützen soll. Ziel: Nach der erfolgreichen Anwendung des Systems an humanen Kadavern und Blöcken aus knochenähnlichem Material sollte in dieser Arbeit die Verlässlichkeit des Mechanismus an humanen Kieferpräparaten quantifiziert werden, um weiterführende klinische Studien zu ermöglichen. Material und Methoden: Das selbständig stoppende Bohrsystem wurde in drei verschiedenen Kieferregionen getestet: (1) 42 Osteotomien im posterioren Unterkiefer bis zum Kanaldach des N. alveolaris inferior, (2) 26 Osteotomien im anterioren Unterkiefer (Regio interforaminalis) in variablen Bohrwinkeln zur lingualen Knochenoberfläche, und (3) 66 Osteotomien im posterioren Oberkiefer (Sinus maxillaris) zur Perforation der lateralen Kieferhöhlenwand. Prä- und postoperativen Computertomographien ermöglichten die Beurteilung von Austrittswinkel, Knochenhöhe und die Detektion der Strukturen, die den Autostopp veranlassten. Die Vermessung der Austrittsöffnungen mit einem Messprojektor diente der Berechnung der Überbohrung, also der Strecke, die der Bohrer aus dem Knochen ragt. Außerdem wurde die Häufigkeit der aufgetretenen frühzeitigen Autostopps und Fühlerblockaden bestimmt. Ergebnisse: Die Versuche am Kieferknochen zeigten, dass der Bohrer an lateralen Sinuswänden erfolgreich vor der Schneider'schen Membran stoppt ohne sie zu verletzen (97%). Die Überbohrung betrug 0,36 0,25 mm. Die Testung am anterioren Unterkiefer ergab die erfolgreiche Detektion geneigter Knochenoberflächen bis zu einem Winkel von 70 Grad. Am posterioren Unterkiefer stoppte der Bohrer rechtzeitig am Kanaldach des N. alveolaris inferior (30,6%), aber auch vor Strukturen mit ähnlicher Dichte zum Nerven und bei Knochen mit geringer Dichte (69,4%). In insgesamt 2 Fällen stoppte der Bohrer ohne radiologisch erkennbaren Grund (1,5%), und zweimal (1,5%) gar nicht, da der Fühler mit Knochenkonkrement verlegt war. Schlussfolgerung: Für lange Bohrwege ungeeignet, kann der Autostoppbohrer nach erfolgter Vorbohrung bei der Implantatbettaufbereitung der letzten Millimeter zusätzliche Sicherheit bieten um nahelegende sensible Strukturen zu schonen. Der Austrittswinkel scheint bei der Größe der Überbohrung nur eine untergeordnete Rolle zu spielen.Implant-supported rehabilitation of the jaw is largely regarded as a safe and minimally invasive procedure when carefully planned and performed. However, implant placement, as any other surgical procedure, is not free of inherent risks that may lead to undesirable long and short-term consequences for the patient. The concept of computer-assisted, template-guided implantation is to ensure an accurate implementation of preoperative planning, but still lacks reliability in respect to preciseness. Therefore, a new drilling system has been developed that aims to stop automatically after detecting sensible structures such as nerves, blood vessels and the Schneiderian membrane. Purpose: As a result of its successful application on bone-similar blocks and human cadavers beforehand, the aim of this thesis was to quantify the reliability of the Auto-Stop drill on human specimen, thereby gaining more detailed knowledge prior to its assessment in-vivo. Material and Methods: A total of 134 osteotomies were carried out to test the Auto-Stop mechanism: (1) 42 on the posterior mandible when penetrating the bony mandibular canal, (2) 26 on the lingually inclined anterior mandible and (3) 66 on maxillary lateral sinus walls to evaluate the risk of Scheiderian membrane (maxillary sinus mucosa) tearing. Pre- and postoperative CT-scans were acquired to assess the drill's exit angle, the bone height and finally the anatomical structures inducing the automatic stop. The perimeter of the drill's exit holes was obtained by a profile projector to further calculate the drill's protrusion from the bony surface. In addition, intraoperative complications such as premature stops and blockage of the Auto-Stop mechanism due to bone fragments accumulating in the drill's head were recorded. Results: The drill's Auto-Stop mechanism was seen to preserve the Schneiderian membrane in 98.5%. In the posterior mandible the drill stopped after detecting soft tissue in 69.4% before reaching the mandibular canal. Two plunging events (1.5%) occurred as a consequence of drill blockage and two (1.5%) premature Auto-Stops were evaluated. The mean protrusion of the drill's head accounted 0.36 0.25 mm and the measured angles were up to 70 degrees. Conclusions: Although not suitable for long drilling distances, the Auto-Stop drill may help to safely prepare an implant site after adequate pilot drilling. The drill's angulation was not found to have significant impact on its Auto-Stop mechanism.eingereicht von Linda SchwarzAbweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersZusammenfassung in engl. SpracheWien, Med. Univ., Dipl.-Arb., 2013(VLID)220041