3D-Druck von Aufbissschienen: Wo Fehler im Workflow entstehen

Wenn eine gedruckte Schiene nicht passt, bricht oder unangenehm schmeckt, landet der Verdacht für die Ursache schnell auf dem Drucker oder dem Resin. Dabei kann die Ursache auch an ganz anderer Stelle liegen: im Workflow. Diese Zusammenfassung aus dem dentona-Webinar „Digitale Aufbissschienen aus dem 3D-Druck“ zeigt, wo typische Fehler entstehen können und worauf es in den einzelnen Prozessschritten ankommt.

Aufbissschienen aus dem 3D-Drucker gehören längst zum Laboralltag. Der Materialverbrauch ist im Vergleich zum Fräsen geringer, der Workflow gut planbar. Doch es gilt: Eine Schiene ist nur so gut wie der Prozess dahinter. Gerade an den Übergängen zwischen Scan, Konstruktion, Nesting, Druck und Nachbearbeitung entstehen Fehler, die später bei Passung, Stabilität oder Oberfläche sichtbar werden. Dabei muss nicht ein einzelner großer Fehler vorliegen. Schon mehrere kleine Abweichungen entlang der Prozesskette können sich addieren und am Ende Passung, Oberfläche oder mechanisches Verhalten beeinflussen.

Scan und Kieferrelation: Stimmen die Ausgangsdaten?

Ob die Ausgangssituation klassisch abgeformt und anschließend digitalisiert oder intraoral gescannt wird: Im digitalen Schienenworkflow arbeitet das Labor immer mit einem Datensatz. Entscheidend ist vor allem, dass am Ende ein vollständiger und verlässlicher Datensatz vorliegt. Auftrag und Datensatz müssen zusammenpassen, der Bissscan vollständig und frei von Löchern oder Doppelkonturen sein.

Soll eine Schiene auf einer therapeutisch festgelegten Kieferrelation basieren – etwa bei CMD-Behandlungen oder Bisshöhenveränderungen –, muss diese zunächst zuverlässig ermittelt werden. Das erfolgt beispielsweise mit einem Stützstiftregistrat oder einem elektronischen Registriersystem. Für die Übertragung ins Labor stehen sowohl der klassische Checkbiss als auch der Intraoralscan zur Verfügung.

Check im Labor:

• Passen Auftrag, Kiefer und Schienentyp eindeutig zusammen?
• Ist der Bissscan stabil und vollständig?
• Ist die Kieferrelation eindeutig ermittelt und übertragen?

CAD-Konstruktion: Wo wird es zu dünn?

Die Kaufläche der Schiene wird im CAD-Programm zunächst mit ausreichender Materialreserve angelegt. Anschließend berechnet die Software, wo Antagonisten und Schiene in der erfassten Bissposition aufeinandertreffen. An diesen Stellen wird die Kaufläche angepasst – vergleichbar mit dem Einschleifen am Artikulator. Der Scan der Antagonisten und die Kieferrelation fließen direkt in die Berechnung ein.

Statisch ist nicht dynamisch

Werden zusätzlich Bewegungen wie Vorschub oder Seitwärtsbewegung simuliert, benötigt die Software Werte für die Kiefergelenkbahn. Diese können patientenindividuell erfasst oder als Mittelwerte hinterlegt werden. Wenn solche Standardwerte deutlich von der tatsächlichen Kieferbewegung des Patienten abweichen, kann die berechnete dynamische Okklusion von der klinischen Situation abweichen. Unerwünschte Kontakte im Seitenzahnbereich können die Folge sein.

Typisches Fehlbild: Die Schiene zerbricht oder splittert im Seitenzahnbereich

Eine mögliche Ursache für Sprünge oder Brüche im Molarenbereich ist zu wenig Materialreserve vor der funktionellen Anpassung. Auch Frühkontakte im Seitenzahnbereich können eine Rolle spielen. Je nach Ursache kann es konstruktiv sinnvoll sein, die Schiene am Stützstift um ein bis zwei Millimeter zusätzlich zu sperren. Da die hinteren Zähne deutlich näher am Kiefergelenk liegen als der Stützstift vorn, wirkt sich diese Sperrung über den Hebelweg geringer aus. Bei Schienen mit therapeutisch festgelegter Kieferrelation sollte eine zusätzliche Sperrung mit dem Zahnarzt abgestimmt werden, da sie die vorgegebene Bissposition verändert.

Check im Labor:

• Wurde okklusal genug Reserve für den Materialabtrag am Antagonisten eingeplant?
• Gibt es Frühkontakte an den hinteren Molaren, die eine stärkere Sperrung nötig machen?

Nesting: horizontal oder hochkant?

Beim Nesting gibt es nicht die eine richtige Lösung. Horizontal und hochkant haben jeweils Vor- und Nachteile. Eine horizontale Ausrichtung verkürzt in der Regel die Druckzeit, hat aber mehr Supports in der Okklusalfläche. Dadurch kann mehr Nacharbeit im okklusalen Bereich erforderlich werden. Hochkant dauert länger, kommt dafür mit weniger Supports in der Kaufläche aus und erlaubt es, mehrere Schienen gleichzeitig zu drucken – je nach Bauraum bis zu sechs auf einmal. Im Alltag bleibt die Nesting-Richtung vor allem eine Frage von Zeit, Nacharbeit und Batch-Größe.

Tipp: Wenn Drucksystem und Workflow es zulassen, kann ein einzelner massiver Hilfssupport unter der Schiene sinnvoller sein als viele kleine Supports. Er bietet mehr Haftfläche an der Bauplattform und lässt sich nach dem Druck vergleichsweise einfach abtrennen – mit weniger Nacharbeit an der Okklusion.

Check im Labor:

• Ist die Nesting-Ausrichtung für das eigene System und Material bewusst gewählt?
• Sitzen Supports außerhalb kritischer Funktionsflächen?
• Ist die Schiene im vestibulären Bereich hoch genug gesetzt, damit ein Hilfsklotz nicht durchscheint?
• Berührt das Objekt sicher die Bauplattform, ohne kritische frei hängende Bereiche?

Reinigung und Nachhärtung: Warum der Prozess zusammengehört

Bei der Herstellung sollte der vom Material- bzw. Systemhersteller vorgegebene und für das Medizinprodukt vorgesehene Herstellprozess eingehalten werden. Druckparameter, Reinigung und Nachhärtung beeinflussen die finalen Materialeigenschaften. Wird ein Prozessschritt verändert, lassen sich die ausgewiesenen Materialeigenschaften nicht ohne Weiteres übertragen.

Bei der Reinigung mit Isopropanol müssen Menge, Frische und Kontaktzeit den Herstellerangaben entsprechen. Bei der Nachhärtung müssen die vom Hersteller vorgegebenen Zeiten und Geräteparameter eingehalten werden. Eine zu kurze Nachhärtung kann zu einem unzureichenden Polymerisationsgrad führen und sowohl die mechanischen Eigenschaften als auch die Biokompatibilität beeinträchtigen.

Typisches Fehlbild: Die Schiene schmeckt unangenehm oder wirkt milchig

Ein unangenehmer Geschmack kann auf Rückstände aus der Reinigung oder unzureichende Nachbearbeitung hinweisen. Wird dieselbe Isopropanol-Charge für Modelle und Schienen verwendet oder bleibt sie zu lange in Gebrauch, können Verunreinigungen und Rückstände die Schienenoberfläche beeinträchtigen und einen unangenehmen Geschmack begünstigen.

Tipp: Für Schienen frisches, separat verwendetes Isopropanol einsetzen. So lassen sich Rückstände und das Risiko eines unangenehmen Geschmacks reduzieren.

Ein milchiges statt transparentes Erscheinungsbild kann auch mit der Druckwanne zu tun haben: Bei entsprechenden Systemen können spezielle hochglänzende Wannen die sichtbaren Schichtstufen reduzieren.

Merke: Isopropanol ist ein Gefahrstoff. Für Lagerung, Anwendung und Entsorgung gelten entsprechende Arbeitsschutz- und Entsorgungsvorgaben.

Check im Labor:

• Sind Drucker, Wasch- und Nachhärtegerät eine freigegebene, validierte Kombination?
• Werden Menge, Frische und Kontaktzeit des Isopropanols nach Herstellerangabe eingehalten?
• Ist die verwendete Druckwanne für den eingesetzten Drucker offiziell freigegeben?
• Werden Nachhärtezeit und -temperatur exakt nach Gebrauchsanweisung eingehalten?

Ausarbeitung: Was lässt sich am Ende noch korrigieren?

Nach dem Druck folgt Handarbeit: Supports kontrolliert entfernen, kritische Wandstärken erhalten, dann Sitz, Okklusion und Oberfläche prüfen. Hinweis: Beim Polieren Wärmeeintrag begrenzen – durch geeignete Drehzahl, geringen Anpressdruck und kurze Kontaktzeiten. Vor der Freigabe steht oft die Kontrolle auf dem Modell. Sie ersetzt jedoch nicht die klinische Anprobe. Was die Modellkontrolle nicht erkennt, sind Fehler, die Modell und Schiene bereits gemeinsam aus Scan oder Kieferrelation „geerbt“ haben.

Check im Labor:

• Sind Supportnarben kontrolliert entfernt, ohne die Mindeststärke zu verletzen?
• Sitzt die Schiene auf dem Kontrollmodell mit dem erwarteten Widerstand?
• Sind Okklusion und Funktionsflächen geprüft?
• Ist die klinische Anprobe als eigenständiger, letzter Schritt eingeplant?

Fazit: Der Blick aufs Ganze zahlt sich aus

Viele Fehlerbilder beim 3D-Druck von Aufbissschienen entstehen nicht an einer einzigen Stelle, sondern im Zusammenspiel mehrerer Prozessschritte. Wer den Workflow als Ganzes betrachtet, kann Ursachen systematisch eingrenzen. Und wenn doch einmal etwas nicht passt, hilft vor allem eines: die Prozesskette rückwärts überprüfen und eine Stellschraube nach der anderen prüfen.

Mehr zum digitalen Workflow für Aufbissschienen – mit Praxisbeispielen sowie Details zu Material- und Gerätekombinationen – im dentona-Campus-Webinar „Digitale Aufbissschienen aus dem 3D-Druck“. Die Aufzeichnung ist im Campus abrufbar.