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CAD/CAM in der Zahnmedizin

CAD/CAM bezeichnet in der Zahnmedizin einen digitalen Herstellungsweg für Zahnersatz: Die Mundsituation wird als dreidimensionaler Datensatz erfasst, die Restauration am Rechner konstruiert und anschließend maschinell gefertigt — entweder aus einem vorgefertigten Materialblock herausgearbeitet (subtraktiv) oder schichtweise aufgebaut (additiv). Der Begriff steht damit für die computergestützte Konstruktion und die computergestützte Fertigung, die zusammen als digitaler Workflow die klassische Kette aus Abformung, Gipsmodell und Handarbeit ablösen. Auf diesem Weg entstehen heute Kronen, Brücken, Einlagefüllungen, Implantataufbauten, Bohrschablonen, Prothesenbasen und Provisorien.

Entwicklung

Der Gedanke, keramische Restaurationen ohne Umweg über das zahntechnische Labor direkt in der Praxis und in einer einzigen Sitzung herzustellen, entstand Anfang der 1980er-Jahre. Aus ihm ging mit CEREC das erste praxistaugliche System hervor: eine kompakte Einheit aus Rechner, Bildschirm, optischer Kamera zur Aufnahme der präparierten Zähne und einer Schleifkammer. Spätere Gerätegenerationen trennten die Aufnahme- und Konstruktionseinheit von der Fertigungseinheit — die Grundstruktur, die den heutigen Systemen zugrunde liegt.

Der konventionelle Weg arbeitet bis heute mit einer Abformung, aus der ein Gipsmodell gegossen wird; darauf entsteht die Restauration in Handarbeit. Der digitale Weg ersetzt Abformmasse und Gipsmodell durch einen Datensatz, der beliebig oft kopiert, archiviert und weitergegeben werden kann. Beide Wege lassen sich auch mischen: Ein konventioneller Abdruck kann im Labor eingescannt werden, und umgekehrt kann aus einem digitalen Datensatz ein gedrucktes Modell entstehen.

Ablauf

Unabhängig davon, ob die Arbeit in der Praxis oder im Labor entsteht, folgt sie vier Schritten:

1. Datenerfassung. Die Zähne werden entweder direkt im Mund optisch erfasst oder ein Gipsmodell wird im Labor gescannt. Wie die optische Abformung im Einzelnen abläuft, welche Geräte dabei zum Einsatz kommen und wo ihre Grenzen liegen, beschreibt der Eintrag zum Intraoralscan; die Patientenperspektive auf die Versorgung ohne herkömmlichen Abdruck ist an anderer Stelle ausführlich dargestellt.
2. Konstruktion am Rechner. Auf dem Datensatz wird die spätere Restauration entworfen: Außenform, Kauflächengestaltung, Wandstärken, Verbinderquerschnitte bei Brücken und der Verlauf am Präparationsrand. Bei Implantatarbeiten liefert ein aufgeschraubtes Scanabutment die Position und Ausrichtung des Implantats an die Software.
3. Maschinelle Fertigung. Der Konstruktionsdatensatz steuert entweder eine Fräs- und Schleifeinheit, die das Werkstück aus einem Block oder einer Ronde herausarbeitet, oder einen Drucker, der es schichtweise aufbaut.
4. Nachbearbeitung. Je nach Werkstoff folgen Sinterbrand, Glasur, individuelle Bemalung, gegebenenfalls eine keramische Verblendung sowie Politur, bevor die Arbeit einprobiert und eingegliedert wird.

Fertigungsverfahren

Bei der subtraktiven Fertigung wird die Restauration aus einem industriell vorgefertigten Block oder einer Ronde herausgefräst oder herausgeschliffen. Weil das Ausgangsmaterial unter kontrollierten Bedingungen hergestellt wurde, ist es sehr homogen — Poren, Lunker oder Schwankungen im Polymerisationsgrad, wie sie bei der Verarbeitung am Behandlungsstuhl oder im Labor entstehen können, entfallen weitgehend. Der Preis dafür ist ein hoher Materialabtrag und der Werkzeugverschleiß an den Fräsern; feine Innenkonturen lassen sich zudem nur so genau abbilden, wie es der Durchmesser des kleinsten Fräsers zulässt.

Die additive Fertigung baut das Werkstück dagegen schichtweise aus einem flüssigen oder pulverförmigen Ausgangsstoff auf. Sie verarbeitet komplexe Geometrien ohne Rücksicht auf Werkzeugradien und erzeugt deutlich weniger Verschnitt. Für die mechanischen Eigenschaften gilt nach der zusammenfassenden Studienlage ein differenziertes Bild: Gedruckte Werkstoffe sind gefrästen Werkstoffen insgesamt vergleichbar, insbesondere bei Kunststoffen; Biegefestigkeit, Härte und Bruchlast fallen bei gedruckten Arbeiten jedoch niedriger aus als bei gefrästen und konventionell verarbeiteten. Die Randgenauigkeit unterscheidet sich dagegen nicht wesentlich. Deshalb liegt der Schwerpunkt des Druckens bislang bei Arbeiten mit begrenzter Tragezeit und begrenzter Kaubelastung.

Merkmal	Subtraktive Fertigung	Additive Fertigung
Prinzip	Material wird aus einem vorgefertigten Block abgetragen	Material wird Schicht für Schicht aufgebaut
Typische Werkstoffe	Zirkonoxid, Glaskeramik, Kunststoffe, Kobalt-Chrom, Titan	Lichthärtende Kunststoffe und Kunststoffverbunde, lasergeschmolzene Metalle wie Kobalt-Chrom
Biegefestigkeit	Höher als bei gedruckten Arbeiten	Niedriger als bei gefrästen und konventionell verarbeiteten Arbeiten
Härte und Bruchlast	Höher	Niedriger
Randgenauigkeit	Vergleichbar mit der additiven Fertigung	Vergleichbar mit der subtraktiven Fertigung
Schwerpunkt der Anwendung	Definitive Kronen, Brücken und Gerüste	Provisorien, Bohrschablonen, Modelle und Schienen
Materialausnutzung	Hoher Verschnitt aus dem Block	Geringer Verschnitt

Materialien

Welcher Werkstoff sinnvoll ist, entscheidet sich nach Belastung, Platzangebot und ästhetischem Anspruch. Zu allen hier genannten Materialien gibt es eigene, ausführliche Einträge; dieser Abschnitt ordnet sie nur in den digitalen Fertigungsweg ein.

• Zirkonoxid wird als vorgesinterte Ronde gefräst und erhält erst im anschließenden Sinterbrand seine endgültige Dichte und Festigkeit; die Konstruktion muss den dabei auftretenden Schrumpf rechnerisch vorwegnehmen. Der Werkstoff wird heute in mehreren Varianten angeboten, die sich in Festigkeit und Lichtdurchlässigkeit deutlich unterscheiden — von sehr festen, eher opaken Qualitäten für Gerüste bis zu transluzenten Qualitäten für den sichtbaren Bereich.
• Lithiumdisilikat wird in einem teilkristallisierten, weicheren Zustand geschliffen und erst danach im Ofen endgültig kristallisiert. Das schont die Schleifwerkzeuge und erlaubt filigrane Ränder, wie sie bei Einlagefüllungen und dünnen Verblendschalen gebraucht werden.
• PMMA liegt als industriell vorpolymerisierte Ronde vor und wird vor allem für Provisorien, Einprobekörper und Prothesenbasen gefräst.
• Kobalt-Chrom und PEEK sind die beiden Werkstoffe, die bei computergestützt gefertigten Gerüsten für herausnehmbaren Zahnersatz überwiegen. Für Kobalt-Chrom-Gerüste wird in der Literatur regelmäßig Nacharbeit beschrieben; PEEK-Gerüste finden vor allem wegen ihres unauffälligeren Erscheinungsbildes Zuspruch.
• Titan wird vor allem für individuelle Implantataufbauten und für Stege gefräst.

Einsatzgebiete

Den größten Anteil hat der digitale Fertigungsweg beim festsitzenden Zahnersatz. Einzelkronen aus vollanatomisch gefrästem Zirkonoxid sind hier am besten untersucht: Die zusammengefasste Studienlage weist für sie hohe Überlebensraten aus, allerdings überwiegend aus Untersuchungen mit kurzen Beobachtungszeiträumen und mit erheblichen Unterschieden zwischen den Einzelstudien. Als gut belegt gilt der Einsatz vor allem im Seitenzahnbereich. Ebenso werden Inlays, Onlays und Teilkronen auf diesem Weg gefertigt.

In der Implantologie betrifft die digitale Fertigung zwei Bereiche. Individuell konstruierte Implantataufbauten lassen sich in Form und Austrittsprofil an die Weichgewebssituation anpassen und damit auf ein individuelles Emergenzprofil hin gestalten. Ein Vorteil für die Gesundheit des periimplantären Gewebes lässt sich daraus allerdings nicht ableiten: Im Vergleich individuell gefertigter und konfektionierter Aufbauten fand die zusammenfassende Auswertung über Beobachtungszeiträume von ein bis drei Jahren keine bedeutsamen Unterschiede bei Sondierungstiefen, Blutung, Plaque, Breite der befestigten Schleimhaut oder ästhetischer Bewertung. Der zweite Bereich ist die navigierte Implantation: Aus den Daten einer digitalen Volumentomographie und dem Oberflächenscan entsteht eine 3D-Bohrschablone, die den Bohrer in die geplante Achse führt. Auch die Sofortversorgung lässt sich auf diesem Weg vorbereiten, weil das Provisorium schon vor dem Eingriff konstruiert und gefertigt werden kann.

Beim herausnehmbaren Zahnersatz betrifft die digitale Fertigung sowohl Gerüste als auch ganze Prothesenkörper. Für die vollständige Prothese zeigt die zusammengefasste Studienlage gegenüber der konventionellen Herstellung einen besseren Halt, weniger Behandlungstermine, eine kürzere Arbeitszeit und günstiger beurteilten Tragekomfort; die Zufriedenheit der Trägerinnen und Träger selbst unterschied sich zwischen digitaler und konventioneller Fertigung dagegen nicht. Bei Gerüsten für teilprothetischen Zahnersatz ist die Datenlage noch dünn, weist aber auf eine vergleichbare Passung wie beim konventionellen Guss hin.

Genauigkeit

Die Passung am Präparationsrand ist das wichtigste technische Qualitätsmerkmal einer festsitzenden Restauration: Ein zu breiter Spalt bietet Zementauswaschung und Belag eine Angriffsfläche. Für den durchgehend digitalen Weg — optische Erfassung, Konstruktion am Rechner und maschinelle Fertigung — weist die zusammengefasste Studienlage eine Randpassung aus, die der konventionellen Herstellung mindestens gleichwertig ist; bei der inneren Passung fielen die Abweichungen im rein digitalen Ablauf sogar geringer aus. Auch der Vergleich der Abformverfahren allein weist die optische Erfassung bei Rand- und Innenpassung nicht als unterlegen aus.

Daraus folgt aber nicht, dass der digitale Weg automatisch genauer ist. Entscheidend bleibt, dass der Präparationsrand sauber dargestellt, trocken und blutungsfrei ist — was die Software nicht sieht, kann sie nicht konstruieren. Bei der geführten Implantation ist die erreichbare Genauigkeit sogar gut beziffert und deutlich begrenzt: Die zusammengefasste Auswertung klinischer Studien nennt mittlere Abweichungen von etwa 1,2 Millimetern am Eintrittspunkt, etwa 1,5 Millimetern an der Implantatspitze und rund dreieinhalb Winkelgraden in der Achse; empfohlen wird deshalb ein Sicherheitsabstand von mindestens zwei Millimetern zu Nachbarstrukturen. Im zahnlosen Kiefer fiel die Genauigkeit schlechter aus als im teilbezahnten.

Fertigung in der Praxis und im Labor

Die Fertigung kann an zwei Orten stattfinden. In der Praxis stehen Aufnahme, Konstruktion und eine kompakte Schleifeinheit nebeneinander; Ziel dieses Aufbaus war von Anfang an, eine keramische Restauration in einer einzigen Sitzung fertigzustellen. Für die Patientin oder den Patienten entfallen dadurch der Zweittermin und in vielen Fällen das Provisorium — ein Vorteil bei weiter Anfahrt und bei ausgeprägter Behandlungsangst.

Im zahntechnischen Labor ist der Gerätepark dagegen breiter: mehrachsige Fräsmaschinen, Sinteröfen, Drucker und die Erfahrung im keramischen Schichten und Bemalen. Aufwendige Arbeiten — weitspannige Brücken, Gerüste auf mehreren Implantaten, individuell verblendete Frontzahnrestaurationen — entstehen deshalb in aller Regel weiterhin im Labor. Die Entscheidung zwischen beiden Wegen ist keine Frage der grundsätzlichen Qualität, sondern des Umfangs und des ästhetischen Anspruchs der jeweiligen Arbeit.

Der digitale Workflow als Gesamtprozess

Über die einzelnen Fertigungsschritte hinaus wird in der Fachliteratur zwischen einem direkten digitalen Workflow (durchgängig digitale Kette von der Aufnahme bis zur fertigen Restauration ohne physisches Zwischenmodell) und einem indirekten bzw. hybriden Workflow unterschieden, bei dem digitale Daten zwischenzeitlich noch in ein gedrucktes oder gefrästes physisches Modell überführt werden — etwa wenn im Labor konventionell weiterverarbeitet wird. Ob dadurch gegenüber dem analogen Vorgehen tatsächlich weniger Behandlungstermine oder kürzere Gesamtbehandlungszeiten anfallen, ist bislang nicht ausreichend belegt: Die bislang einzige systematische Übersichtsarbeit zum kompletten digitalen Workflow in der festsitzenden Prothetik fand hierzu nur wenige, methodisch heterogene Studien und kam zu dem Schluss, dass sich daraus derzeit keine wissenschaftlich gesicherten Empfehlungen für die klinische Routine ableiten lassen. Eine ausführlichere Begriffseinordnung des Gesamtprozesses liefert der Eintrag Digitaler Workflow (Chairside/Labside).

Grenzen

Die Technik nimmt der Behandlung weder die Indikationsstellung noch die handwerkliche Sorgfalt ab. Eine Auswertung klinischer Studien zu computergestützt gefertigten Restaurationen zeigt, wie weit Überleben und Erfolg auseinanderfallen: Während die geschätzten Überlebensraten über fünf und zehn Jahre hoch liegen, sind die Erfolgsraten — also der Anteil der Arbeiten ohne technische oder biologische Komplikation — deutlich niedriger und streuen über zehn Jahre erheblich. Zu den beschriebenen Komplikationen zählen Abplatzungen der Verblendung, Frakturen, Randundichtigkeiten mit Sekundärkaries und Beschwerden der Pulpa.

Vier Punkte begrenzen die Aussagekraft der bisherigen Forschung und die Reichweite der Technik:

• Kurze Beobachtungszeiträume. Für vollanatomische Zirkonoxidkronen liegen überwiegend Untersuchungen über wenige Jahre vor, mit stark schwankenden Ergebnissen zwischen den Einzelstudien und mittlerer methodischer Qualität. Langzeitaussagen über Jahrzehnte sind daraus nicht ableitbar.
• Begrenzte Belastbarkeit gedruckter Werkstoffe. Biegefestigkeit, Härte und Bruchlast liegen unter denen gefräster und konventionell verarbeiteter Materialien. Für dauerhaft kaubelastete Versorgungen ist der Druck damit bislang nicht der Weg der Wahl.
• Abhängigkeit von der Datenqualität. Eine unklar dargestellte Präparationsgrenze, Speichel, Blut oder Bewegungen während der Aufnahme gehen unmittelbar in die Konstruktion ein. Auch die Übertragung einer digitalen Planung in den Mund ist mit einer messbaren Abweichung behaftet.
• Grenzen bei großen Spannweiten. Je größer der zu erfassende Bereich und je weniger Bezugspunkte vorhanden sind, desto größer werden die Abweichungen — im zahnlosen Kiefer deutlicher als im teilbezahnten.

Kosten und Kassenleistung

Für gesetzlich Versicherte gilt beim Zahnersatz ein befundorientierter Festzuschuss. Maßgeblich ist der zahnmedizinische Befund, nicht das gewählte Herstellungsverfahren: Zu jedem der rund fünfzig Einzelbefunde ist ein Betrag ausgewiesen, der die durchschnittlichen Kosten der jeweiligen Regelversorgung zu 60 Prozent abdeckt. Wer sein Bonusheft fünf Jahre lückenlos geführt hat, erhält 70 Prozent, nach zehn Jahren 75 Prozent; in Härtefällen übernimmt die Kasse die Regelversorgung vollständig. Wichtig für die Praxis: Versicherte sind in der Wahl ihres Zahnersatzes frei, ohne dass sich der Festzuschuss dadurch ändert. Entscheidet man sich also für eine vollkeramische statt einer metallischen Versorgung, bleibt der Zuschuss gleich und die Mehrkosten trägt man selbst. Die Einzelheiten sind auf der Seite zum Festzuschuss beim Zahnersatz dargestellt.

Im privaten Gebührenrecht ist die optisch-elektronische Abformung als eigene Leistung beschrieben — Gebührennummer 0065 mit 80 Punkten, berechnet je Kieferhälfte oder Frontzahnbereich und damit bis zu viermal je Sitzung; eine konventionelle Abformung desselben Bereichs ist daneben nicht berechnungsfähig. Für die Konstruktion am Rechner und die maschinelle Fertigung selbst kennt das Gebührenverzeichnis dagegen keine eigene Position; sie schlagen sich in den Material- und Laborkosten nieder. Diese machen nach Angaben der Kassenzahnärztlichen Bundesvereinigung 60 bis 70 Prozent der Gesamtrechnung aus — der Posten also, an dem sich am ehesten sparen lässt. Welche Ansatzpunkte es dafür gibt, ist im Ratgeber zu günstigerem Zahnersatz zusammengestellt. Konkrete Preise lassen sich nicht allgemein angeben; verbindlich ist allein der Heil- und Kostenplan der behandelnden Praxis.

Literatur

Literatur und Quellenangaben

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Aktualisiert am: 25. August 2026

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