Wurzelverletzungen durch orthodontische Mini-Implantate: ein Vergleich zwischen Positionierung auf einem Modell und klinischer Situation ; eine Pilotstudie

Abstract

Mini Implantate haben sich in der Kieferorthopädie vor allem dort als Verankerungsalternative bewährt, wo die Behandlung eine sichere Verankerung erfordert. Ideal für die Biomechanik der Apparaturen und die Stabilität der Mini Implantate ist eine Insertion in den zahntragenden Alveolarfortsatz im Bereich der befestigten Gingiva. Diese Lokalisation stellt jedoch eine Gefahr für die benachbarten Zahnwurzeln dar, zudem steigt bei einem Wurzelkontakt die Misserfolgswahrscheinlichkeit. In der Literatur werden zahlreiche Verfahren zur Übertragung einer auf einem Modell geplanten Implantatposition sowie Hilfsvorrichtungen zur sicheren intraoralen Positionierung von Mini Implantaten beschrieben, ohne dass die Tauglichkeit dieser Verfahren bisher nachgewiesen wurde. In der vorliegenden Studie wurde untersucht, ob Wurzelverletzungen vermieden werden können, wenn die Implantatposition unter Zuhilfenahme einer Panoramaschichtdarstellung an einem Gipsmodell geplant wird. Dabei lag auch ein Augenmerk auf der Erfahrung der Behandler. Dazu wurde im Rahmen dieser Pilotstudie ein optisches Navigationssystem (Lapdoc, BZMM) genutzt, mit dessen Hilfe Mini Implantat Insertionen simuliert werden konnten. Hierdurch konnten mehrere Behandler an denselben Probandinnen und deren Modellen Insertionen simulieren. Die räumliche Beziehung zwischen Zähnen, Knochen und Weichteilen wurden über eine dentale Volumentomographie und einen Navigationsbogen mit optischen Markierungselementen hergestellt. Der Methodenfehler des Systems wurde im Vorfeld mit einer Abweichung von 0,66 mm und 0,38° bestimmt. Die „Insertion“ wurde mit einem chirurgischen Handstück simuliert. Jeder der drei teilnehmenden Behandler legte im Vorfeld anhand einer Panoramaschichtdarstellung die zur Insertion geeigneten Zahnzwischenräume fest. Anschließend wurden an den Gipsmodellen und an den Probandinnen pro Zahnzwischenraum jeweils zehn Insertionen durchgeführt. Die Implantatpositionen wurden als Datensätze abgespeichert. Nach der Auswertung der Ergebnisse konnten dann die verschiedenen Behandler, deren Techniken, die Unterschiede zwischen Modell und intraoral sowie die verschiedenen Kiefer miteinander verglichen werden. Zudem war es möglich, für die abgespeicherten Positionen Mini Implantate verschiedener Größen einzusetzen. Untersucht wurden die Ergebnisse dieser Studie jeweils auf Häufigkeit und Ausmaß von Wurzelverletzungen. Zunächst haben sich die Panoramaschichtdarstellungen für die hier untersuchten Probandinnen nicht als zuverlässiges prognostisches Mittel für das Vermeiden von Kontakten zwischen Mini Implantaten und Zahnwurzeln erwiesen. Die von den Behandlern anhand der Panoramaschichtdarstellungen ausgewählten Insertionsstellen erwiesen sich als die bestmöglichen. Jedoch war das zur Verfügung stehende Knochenlager mit 2,85 mm bis 3,35 mm geringer, als es für eine sichere Insertion notwendig gewesen wäre. Die Anzahl der Wurzelverletzungen war dementsprechend höher als erwartet. Es zeigte sich, dass alle Behandler am Gipsmodell häufiger einen Wurzelkontakt vermeiden konnten als intraoral. Insgesamt konnte an den Modellen mit einer relativen Häufigkeit von 0,58 mehr als doppelt so häufig ein Wurzelkontakt vermieden werden wie bei den intraoralen Versuchen mit einer relativen Häufigkeit von 0,28. Am Gipsmodell war ein Zusammenhang zwischen der Erfahrung der Behandler und den Ergebnissen nicht erkennbar. Die Erfahrung der Behandler wirkte sich jedoch positiv auf den Erfolg der intraoral platzierten Mini Implantate aus. Im Unterkiefer traten Wurzelkontakte weniger häufig auf als im Oberkiefer (intraoral mit einer relativen Häufigkeit von 0,1 häufiger, am Modell mit einer relativen Häufigkeit von 0,28). Der Einfluss des Implantatdurchmessers auf die Anzahl der Wurzelkontakte war größer als der Einfluss der Implantatlänge. Dies zeigte sich in der größeren Anzahl der Wurzelkontakte bei den Implantaten mit einem Durchmesser von 2,0 mm im Vergleich zu den Implantaten mit 1,6 mm Durchmesser. Beim Umgang mit dem für alle Behandler unbekannten Navigationssystem war zudem eine Lernkurve erkennbar. Die Häufigkeit der in der vorliegenden Studie auftretenden Wurzelkontakte übertraf die in der Literatur angegebenen Misserfolgsraten von Mini Implantaten um ein Vielfaches. Als mögliche Ursachen können die tatsächlich vorhandenen Platzverhältnisse, die eingeschränkten Sichtverhältnisse im Insertionsgebiet und der Methodenfehler angeführt werden. Zudem sind Wurzelkontakte anhand der dreidimensionalen Datensätze besser diagnostizierbar. Jedoch deuten die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit darauf hin, dass auf einem Gipsmodell ausreichend Informationen zur Verfügung stehen, um eine Mini Implantatposition ohne Wurzelschädigung festzulegen. Die Entwicklung von weiteren Übertragungssystemen, die präzise eine Implantatposition von einem Gipsmodell in den Patientenmund übertragen, erscheint somit sinnvoll.

Within orthodontics, mini-implants proved of value especially in cases where stable anchorage was necessary. An interradicular insertion on the vestibular side in the area of the fixed gingiva is ideal for the biomechanic of the appliance and the stability of the mini-implants. This location, however, constitutes a risk of damage to the adjacent roots. Additionally, the possibility of a failure increases in case of a root contact. Literature presents numerous methods and auxiliary devices for a safe positioning of mini-implants, yet the efficiency of these methods has not been proved. This survey investigates if an injury of roots can be avoided by planning the implant position on a cast. Special attention lay on the clinicians experience. For this purpose an optical navigation system (lapdoc, BZMM) was used, allowing the simulation of the insertion of mini-implants. Therefore, several clinicians were able to simulate insertions on the same subjects and their casts. The relation of teeth, bone and soft tissue was done by using cone-beam computed tomography and navigation bow with optical check marks. The method error was determined previously with a deviation of 0,66 mm and 0,38°. The insertion was simulated with a surgical hand tool. First, each one of the three participating clinicians defined the suitable mini-implant insertion sites, using virtually created panoramic views. Then, ten insertions were made in each of the casts and subjects. The implant positions were saved as data sets. The analysis of the results proved that a comparison could be established not only between the different jaws, the various clinicians and their insertion technique, but also between the difference of an insertion in the cast and of an intraoral insertion. Additionally, mini-implants of various sizes were used for the different saved positions. The results of the study were examined according to the frequency and degrees of root injuries. Panoramic view did initially not prove to be an appropriate method for avoiding root contact. The insertion sites chosen by the clinicians with the help of the panoramic view appeared to be the most suitable, but the available bone was less than what is needed for a safe insertion. But the available bone was with 2,85 mm to 3,35 mm not adequate for a save insertion. Therefore, the number of root injuries was higher than expected. It seems that all clinicians were able to avoid a root contact more often on a cast than intraoral. Comparing with intraoral attempts, with a relative incidence of 0,58 more than twice the number root-contacts could prevented on the casts (intraoral 0,28). Also, a correlation of the clinicians experience and his results on the casts could not be identified. However, the clinicians experience affected the success of the intraoral positioning of mini-implants. Root contact occurred less often in the mandible than in the maxilla. The effect of the implants diameter on the number of root contacts was bigger than the impact of the length of the implants. Furthermore, there was an evident learning curve of the handling of the system formerly unknown to the clinicians. In the present study, the frequency of root contacts exceeded the failure rates observed in the literature far more than expected. Possible causes might be the actual space available, limited visibility conditions of the insertion area and the system error. Moreover the three-dimensional data sets allowed to diagnose root contact more easily. Still, the results of the present study indicate that a cast presents sufficient information for positioning a mini-implant without injuring the roots.