Zukunft der Zahntechnik

Zukunft Zahntechnik. Teil 1: Die Fertigung

Wie sieht die Zukunft der Zahntechnik aus und wie wird sich die Arbeit des Zahntechnikers verändern? In dieser Beitragsserie werden einige Thesen für die Zukunft des Dentallabors vorgestellt. In diesem ersten Teil steht die Fertigung im Fokus. Teil 2 widmet sich in der kommenden Woche der Vernetzung. Teil 3 geht auf den Protagonisten der Digitalisierung ein: den Menschen.

Industrie 4.0, lernende Maschinen, künstliche Intelligenz, 5G etc. – die Digitalisierung vernetzt Maschinen, Menschen, Materialien. Ziel ist eine effiziente Produktion unter optimaler Nutzung vorhandener Ressourcen. Der Zahntechniker steht vor der Herausforderung, im Wettbewerb mit unterschiedlichen Marktteilnehmern zu bestehen.

Die Zukunft der additiven Verfahren

Der 3D-Druck wird an Relevanz gewinnen. Neue Materialien ermöglichen zukünftig das additive Herstellen von definitivem Zahnersatz.

Der dentale Multimaterialdruck wird an der LMU München bereits getestet und beispielsweise für Try-Ins angewandt. Zudem scheint die additive Fertigung von Keramiken zukunftsfähig. Zur IDS 2019 wurde der Druck von Zirkonoxid mit der LCM-Drucktechnologie (Lithography-based Additive Manufacturing) vorgestellt; ein Anfang im Bereich druckbarer dentaler Keramiken.

Gegenstand der dentalen Forschungsarbeit sind zudem die Materialeigenschaften von 3D-Druck-Harzen. Untersucht werden u. a. Möglichkeiten, die Materialeigenschaften im Rahmen des Produktions- und Nachbearbeitungsprozesses zu beeinflussen.

Der 3D-Druck wird schon bald nicht mehr „nur“ zur Produktion von Hilfsstrukturen (z. B. Abformlöffeln, Modellen etc.) eingesetzt werden. Beispielsweise entwickelt das Fraunhofer-Institut Hybridpolymere für den 3D-Druck. Dabei bestimmt die Zusammensetzung des Materials (z. B. Komposite mit hohem Füllstoffgehalt, hoher Transluzenz und einem hochwertigen mechanischen Eigenschaftsprofil) den dauerhaften Einsatz als Zahnersatzlösung.

Entwicklungen beim CAD/CAM-Fräsen

Auch bei der subtraktiven Fertigung ist eine steigende Materialvielfalt zu erwarten. Komposite, Keramiken, Zirkonoxid, Hybridmaterialien, thermoplastische Materialien, Legierungen … – die Werkstoffkompetenz des Zahntechnikers rückt in den Fokus.

Parallel dazu entwickeln sich die Technologien der Fräsmaschinen rasant weiter. Sie werden noch genauer, schneller, intelligenter. Selbstreinigende Innenräume, automatische Material- und Werkzeugwahl, intelligente Fertigungsprozesse …; Maschinen werden zukünftig komplett autonom arbeiten können und somit beispielsweise nachts oder am Wochenende durchgehend administrationsfrei produzieren.

Vernetzte Steuereinheiten bilden das „Gehirn“, das u. a. Materialinformationen ausliest und die Bearbeitungsprozesse entsprechend anpasst.

CAD-Konstruktion: Künstliche Intelligenz auf dem Vormarsch

Wohl am meisten verändern könnten sich Software-Anwendungen für das Herstellen von Zahnersatz, wobei dies ein „schleichender“ Prozess sein wird. Nach und nach etablieren sich smarte Tools und Anwendungen, u. a. auf Basis künstlicher Intelligenz (KI).

Um sich den anstehenden Veränderungen bewusst zu werden, hilft eine Definition der KI-Technologie. Einfach gesagt, beruht eine intelligente Entscheidung immer auf der Analyse von Daten, die über längere Zeit erworben und mit Erfahrung verfeinert werden. Bislang war dies dem Menschen vorbehalten. Nun übernehmen Maschinen und Software nach und nach viele dieser Prozesse. Populäres und viel diskutiertes Beispiel ist IBM Watson.

Computer sind zunehmend in der Lage, auch zahnmedizinische oder zahntechnische Entscheidungen zu treffen. Innerhalb einer breiten (wachsenden) Datenbasis werden typische Muster erkannt, anhand derer die Software eigenständig Regeln erlernt und beispielsweise die CAD-Konstruktion einer Krone übernimmt. Mit jedem neu zugefügten Datensatz (z. B. mittels Intraoralscanner) verfeinert sich die Software und somit das Ergebnis, beispielsweise bei der Konstruktion der funktionellen Kaufläche (Biogenerik).

Zukünftig werden Softwarelösungen Machine-Learning (ML)- und Artificial-Intelligence(AI)-Funktionen integrieren. Intelligente Software wird anstehende Arbeitsschritte vorhersagen und die Benutzeroberfläche vorausschauend aktualisieren. Zunehmend werden Prozesse automatisiert und insbesondere Daten vernetzt. Derartige Funktionen helfen dabei, die CAD-Konstruktion noch effizienter, schneller und spezifischer werden zu lassen.

Monolithische Fertigung: Die Grenzen der Technologien

Monolithische Restaurationen rücken weiter in den Fokus. Bereits heute kann mit modernen Zirkonoxiden eine adäquate Ästhetik im Seiten- und Frontzahngebiet (z. B. Zirlux Anterior Multi) monolithisch realisiert werden. Und doch scheint ein Ablösen der klassischen Verblendtechnik im ästhetisch relevanten Bereich in vielen Fällen in naher Zukunft nicht denkbar. Zu spezifisch sind die lichtoptischen Eigenschaften natürlicher Zähne, um sie über eine monolithische Fertigung exakt imitieren zu können.

„Weitergedacht: Ob mit Unterstützung der künstlichen Intelligenz irgendwann lichtoptische Eigenschaften natürlicher Zähne exakt ausgelesen und direkt in die Restauration übertragen werden können, bleibt abzuwarten. Theoretisch denkbar ist diese Möglichkeit ebenso wie das CAD-Schichten einer Krone am Rechner und die anschließende additive Fertigung. Mit der 5G-Technologie und der Low Latency Communication (Echtzeit-Remote) könnte es mit entsprechenden Materialien und Technologien vielleicht möglich sein, eine Restauration virtuell im Labor mit hoher zahntechnischer Expertise zu schichten, während der Patient in der Zahnarztpraxis sitzt. Anschließend wird die Restauration direkt aus den entsprechenden Materialien gedruckt; quasi in Echtzeit entsteht im Labor die Restauration für den Patienten in der Praxis.“

Veränderte Auftragslage für Dentallabore

So schön die steigende Materialvielfalt sein wird, bringt sie für das Dentallabor auch Herausforderungen. Zunehmend stehen beispielsweise Materialien für die Chairside-Fertigung im Fokus der Entwicklungen.

Nicht nur Einzelzahnrestaurationen, sondern auch mehrgliedrige Versorgungen werden Chairside gefertigt. Eine Tendenz, die bereits heute die Zukunft bestimmt: die klassischen festsitzenden Einzelzahnrestaurationen – einst „Brot- und Butter-Geschäft“ gewerblicher Dentallabore – verbleiben zunehmend in der Praxis (Praxislabor) oder bei anderen Dienstleistern.

Viele Labore sind beinah ausschließlich mit komplexen Restaurationen beschäftigt, die sie von der Planungsphase bis zum Abschluss der Behandlung unterstützen. Information und Beratung, digitale Planung, Animationen (Try-Ins), Prototypen, therapeutische Restauration, Zahnersatz – der Zahntechniker wird sich noch mehr zum Spezialisten für komplexe Restaurationen entwickeln und damit unentbehrlich für die moderne zukunftsorientierte Zahnmedizin werden.

Totalprothetik im Kommen?

Ein Bereich, der sich in den kommenden Jahren etablieren wird, ist die digitale Totalprothetik. Hier gibt es schon heute verschiedene Wege, z. B. Fräsen der Basis und von konfektionierten Zähnen oder das Fräsen oder Drucken der Basis und gefräste Zahnreihen aus einem mehrschichtigen Blank.

Nachdem die Pionierphase überwunden und die Technik den Kinderschuhen entwachsen scheint, wird sich die digitale Fertigung der Totalprothese durchsetzen. Auch hier wird sich voraussichtlich der 3D-Druck etablieren, spätestens dann, wenn der mehrfarbige Druck das additive Herstellen der Prothesenzähne erlaubt.

Es ist zu erwarten, dass derzeitige Limitationen im Bereich der Materialien dank intensiver Forschung bald nicht mehr bestehen werden.

Fazit zur Zukunft der zahntechnischen Fertigung

Für Dentallabore bringen die Entwicklungen in der Fertigung – Maschinen, Software, Materialien – viele Vorteile, aber auch Nachteile mit sich. Einerseits steigen Möglichkeiten und Flexibilität. Andererseits hat die digitale Zukunft Hürden, die es wohlüberlegt zu bewältigen gilt.

Letztlich macht die Digitalisierung von Prozessen nur Sinn, wenn die Arbeit effizient, besser und sicherer wird. In vielen, aber eben nicht in allen Bereichen werden analoge Schritte ersetzt. Damit steigt die Anforderung an den einzelnen Zahntechniker und an das Dentallabor.

Chance und Herausforderung für die Zahntechnik zugleich kann die neue Approbationsordnung sein, die eine Reduzierung der prothetischen Lehrinhalte vorsieht. Zahnärzte werden verstärkt auf die kompetente zahntechnische Unterstützung zurückgreifen, denn trotz aller digitaler Technologien werden das Wissen, die Erfahrung und das Können des Zahntechnikers im Bereich der Zahnersatzfertigung in vielen Indikationen eine große Rolle spielen.

Lesen Sie im zweiten Teil der Serie mehr über die Möglichkeiten der zunehmenden Vernetzung.

Wir gehen mit Ihren Daten vertrauensvoll um. Die von Ihnen angegebenen Daten werden ausschließlich zur Abwicklung Ihrer Anfrage verwendet. Hierfür kann es erforderlich sein, dass Daten an andere Unternehmen weitergegeben werden, die für uns im Auftrag tätig werden (z. B. Hostingdienste). Weiterhin nehmen wir diese Daten zur besseren Anfragenabwicklung in unsere interne Kundendatenbank auf. Weitere Informationen zum Datenschutz bei Henry Schein finden Sie unter www.henryschein-dental.de/datenschutz.