Einleitung: Orthodontische Mini Implantate (OMI) dienen seit Jahrzehnten der temporären skelettalen Verankerung während kieferorthopädischer Behandlungen. Der anteriore Gaumen wird in den letzten Jahren vornehmlich als Insertionsregion genutzt. Mit zunehmender Digitalisierung ist seit kurzem ein komplett digitaler Workflow zur Planung und Insertion der OMI möglich. Dieser umfasst eine exakte präoperative Planung der korrekten Implantatposition bis hin zur Insertion der OMI mittels 3D-gedruckter Schiene. Hierzu liegen bisher nur wenige wissenschaftlich fundierte Untersuchungen vor. In dieser Arbeit werden die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Insertion von digital geplanten OMI untersucht. Material und Methoden: Die Untersuchung wurde an 17 individuellen 3D-gedruckten OK-Modellen mit knochenähnlichen Eigenschaften durchgeführt. Zur digitalen Planung wurde mit der Software TADmatch ein Fernröntgenseitenbild (FRS) und ein digitales Oberkiefer-Modell miteinander überlagert. Jeweils zwei parallel zueinanderstehende Schrauben wurden damit im Gaumen virtuell geplant. Die Insertion der Schrauben erfolgte über vier verschiedene Methoden: Freihand, mittels einer Silikon , einer Tiefzieh und einer gedruckten 3D Übertragungsschiene. Die Schraubenposition in den Modellen wurde durch einen Intraoralscanner erfasst. Anschließend wurde das gescannte Modell mit dem Planungsmodell überlagert. Die Abweichungen der Schraubenposition wurden am Schraubenkopf, der -spitze sowie über die -achsen bestimmt. Zur statistischen Auswertung wurde der t-Test, der ANOVA-Test sowie der Likelihood Ratio Test verwendet. Das Signifikanzniveau wurde auf α = 5% festgelegt. Ergebnisse: An der Schraubenspitze variierten die Abweichungen im Mittelwert zwischen 1.14 mm und 1.78 mm. Die geringsten Abweichungen erbrachte die 3D-Schieneninsertion, die größten die Freihandinsertion. Bei der Schraubenkopfposition variierten die Mittelwerte zwischen 0.82 mm und 1.56 mm. Die kleinsten Werte wurden mit der 3D-Schienenmethode erzielt. Aber auch die anderen Übertragungsschienen zeigten im Vergleich zur Freihandinsertion signifikant geringere Abweichungen. Signifikant präzisere Streuungswerte lieferte im Schraubenkopfbereich die 3D-gedruckte Schiene gegenüber allen anderen Insertionstechniken. Bei der Winkelabweichung der Schraubenachsen zeigten alle verwendeten Übertragungsschienen signifikant richtigere und präzisere Werte, verglichen mit der Freihandinsertion. Die Werte divergierten zwischen 2.73° und 8.88°. Schlussfolgerung: Die mit TADmatch geplanten und 3D-gedruckten Insertionsschienen erweisen sich als ein zuverlässiges Hilfsmittel zur Platzierung von OMI. Sie erlauben im Vergleich zu den anderen untersuchten Verfahren eine richtigere, präzisere und reproduzierbarere Übertragung der geplanten Schraubenposition auf das Insertionsmodell. Durch alle getesteten Insertionsschablonen werden Winkelabweichungen verringert. Die manuelle Freihandinsertion ist am wenigsten genau.
Introduction: Orthodontic Mini Implants (OMI) have been used for decades for temporary skeletal anchorage during orthodontic treatments. The anterior palate has been primarily used as an insertion region in recent years. With increasing digitalization, a completely digital workflow for planning and insertion of OMI has recently become possible. This includes exact preoperative planning of the correct implant position up to the insertion of the OMI by means of a 3D-printed splint. To date, only a few scientifically based studies are available on this subject. In this study, the accuracy and reproducibility of the insertion of digitally planned OMI are investigated. Material and Methods: The study was performed on 17 individual 3D-printed maxillary models with bone-like characteristics. For digital planning, a lateral radiograph (FRS) and a digital model of the maxilla were superimposed using TADmatch software. Two parallel screws were planned virtually in the palate. The screws were inserted using four different methods: Freehand, using a silicone-, a vacuum-formed- and a printed 3D transfer splint. The screw position in the models was charted by an intraoral scanner. Afterwards the scanned model was superimposed on the planning model. The deviations of the screw positions were determined at the screw head, tip, and axes. The t-test, ANOVA test, and likelihood ratio test were used for statistical analysis. The significance level was set at α = 5%. Results: At the screw tip the mean deviations varied between 1.14 mm and 1.78 mm. The 3D splint insertion yielded the smallest deviations, and the freehand insertion yielded the largest. For the screw head position the mean values varied between 0.82 mm and 1.56 mm. The smallest values were observed with the 3D splint method. However, the other transfer splints also showed significantly smaller deviations compared to freehand insertion. Significantly more precise scatter values were provided in the screw head area by the 3D-printed splint compared to all other insertion techniques. For the angular deviation of the screw axes, all transfer splints used showed significantly more accurate and precise values compared to freehand insertion. The values diverged between 2.73° and 8.88°.
Conclusion: The insertion splints designed and 3D-printed with TADmatch prove to be a reliable tool for OMI placement. They allow a more accurate, precise and reproducible transfer of the planned screw position to the insertion model compared to the other methods tested. Angular deviations are reduced by all insertion templates tested. Manual freehand insertion is the least accurate and precise.
