Machbarkeit von multisource-CBCT zur Verbesserung der Vorhersagbarkeit der primären Stabilität von Zahnimplantaten im Vergleich zur herkömmlichen CBCT

Stärkere Grundlagen für Zahnimplantate

Wenn jemand ein Zahnimplantat erhält, liegt der entscheidende, oft unsichtbare Faktor für langfristigen Erfolg darin, wie fest das Implantat am Tag der Einbringung am umgebenden Knochen verankert ist. Zahnärzte versuchen, diese „Ersttagsstabilität“ mit 3D-Röntgenaufnahmen vorherzusagen, doch die heutigen Scanner liefern häufig unscharfe und unzuverlässige Werte. Diese Studie untersucht einen neuen Typ dentaler Scanner, der Zahnärzten erlauben könnte, die Knochenqualität genauer zu messen, Implantationsstellen mit größerer Sicherheit auszuwählen und das Risiko früher Implantatkomplikationen zu reduzieren.

Warum Knochenqualität wichtig ist

Zahnimplantate sind eine gängige Lösung für fehlende Zähne, und ihre Anwendung wird voraussichtlich weiter zunehmen. Damit ein Implantat dauerhaft hält, muss es sich fest im Kieferknochen verankern, damit Knochen im Laufe der Zeit auf seiner Oberfläche anwachsen kann. Dieser anfängliche Halt — die sogenannte primäre Stabilität — hängt weitgehend davon ab, wie dicht und fest der umgebende Knochen ist. In der medizinischen Bildgebung wird die Knochendichte oft mit einem CT-basierten Wert abgeschätzt, dem Hounsfield-Unit-Wert (HU), der mit der Mineraldichte des Knochens skaliert. In Kliniken können spezialisierte CTs dies zuverlässig messen, doch diese Geräte sind teuer, setzen Patienten höheren Strahlendosen aus und sind in Zahnarztpraxen selten vorhanden.

Die Grenzen heutiger dentaler 3D-Aufnahmen

Die meisten Zahnärzte verwenden stattdessen die Cone-Beam-CT (CBCT), ein kompakteres 3D-Röntgensystem für Mund und Kiefer. Theoretisch könnten CBCT-Bilder HU-ähnliche Werte liefern, um die Knochenqualität vor der Implantation einzuschätzen. In der Praxis tun sich aktuelle CBCT-Geräte jedoch schwer, HU-Werte akkurat zu messen. Ihre breiten Röntgenstrahlen streuen stark im Kopf, und die Scan-Geometrie erzeugt Bildverzerrungen und fehlende Informationen. Dadurch kann dasselbe Knochenareal je nach Position oder Scan-Einstellungen sehr unterschiedliche HU-ähnliche Werte zeigen. Frühere Studien, die versuchten, CBCT-basierte Knochenwerte mit der tatsächlichen Implantatstabilität zu verknüpfen, fanden alles von keiner Korrelation bis hin zu nur schwachen oder inkonsistenten Zusammenhängen.

Eine neue Art, Röntgenstrahlen zu fokussieren

Das Forschungsteam testete einen neuen Ansatz namens multisource-CBCT (ms-CBCT). Anstatt einer einzigen Röntgenröhre, die den gesamten Kiefer mit einem breiten Kegel aus Strahlung durchflutet, nutzt dieses System einen Bogen aus acht winzigen Röntgenquellen auf Basis von Kohlenstoffnanoröhrchen-Technologie. Jede Quelle sendet einen schmalen Strahl, der nur eine dünne „Scheibe“ des Objekts abdeckt, und die Strahlen werden nacheinander eingeschaltet, während das Gerät rotiert. Zusammen erzeugen sie ein vollständiges 3D-Bild und reduzieren gleichzeitig Streustrahlung sowie typische Cone-Beam-Verzerrungen deutlich. Frühere Phantomstudien zeigten, dass dieses Design die Genauigkeit bei der Messung der Knochendichte an Krankenhaus-CTs angleichen oder erreichen kann, ohne die Strahlendosis zu erhöhen.

Test des neuen Scanners an einem Labormodell

Um zu prüfen, ob ms-CBCT die reale Implantatstabilität besser vorhersagen kann, arbeiteten die Forschenden mit vier Schweinschlegelknochen, die eine dichte Außenschicht ähnlich dem menschlichen Kieferknochen aufweisen. Sie setzten zwölf identische Titanimplantate nach standardisierten klinischen Bohrprotokollen ein und protokollierten das maximale Insertionsmoment — die Spitzenkraft beim Eindrehen jedes Implantats — mit einem digitalen Drehmomentschlüssel. Höhere Drehmomente spiegeln eine bessere primäre Stabilität wider. Jeder Knochen wurde zweimal auf demselben Tischgerät gescannt: einmal im neuen Multisource-Modus und einmal im konventionellen Einquellen-Modus, der eine standardmäßige dentale CBCT nachbildete. In den entstehenden 3D-Bildern identifizierte eine Software das Implantat und maß den durchschnittlichen HU-Wert in einer dünnen Hülle aus dichter Außenschichtknochens um jedes Implantat, jeweils für beide Scanarten.

Klarere Zahlen, klarere Vorhersagen

Beim Vergleich der Knochen-HU-Werte mit dem Insertionsmoment ergab sich ein deutlicher Unterschied zwischen den beiden Scan-Modi. Für die multisource-CBCT war der Zusammenhang stark und statistisch signifikant: Implantate in dichterem Knochen zeigten durchgehend höhere Drehmomente, mit einem Bestimmtheitsmaß (R²) von etwa 0,86. Für die konventionelle CBCT-Konfiguration war die Korrelation nur moderat (R² etwa 0,55), was den gemischten Ergebnissen früherer Studien entspricht. Die konventionellen Aufnahmen neigten außerdem dazu, die Knochendichte im Vergleich zu den multisource-Aufnahmen zu unterschätzen, wahrscheinlich infolge von Streustrahlung und Bildartefakten. Auffallend war, dass einfache Messungen der Knochendicke in diesem Experiment die Stabilität nicht vorhersagten, was betont, dass eine genaue Dichtemessung entscheidend ist.

Was das für Patienten bedeuten könnte

Diese frühe Laborstudie, wenn auch klein und an Tierknochen durchgeführt, legt nahe, dass multisource-CBCT sauberere und verlässlichere Knochendichtewerte liefern kann, die besser widerspiegeln, wie stabil Implantate tatsächlich sind. Wenn sich dies in menschlichen Kiefern und größeren Patientengruppen bestätigt, könnten solche Scanner Zahnärzten helfen, Implantationsort und -technik besser zu beurteilen, die Behandlung an die Knochenqualität jedes Patienten anzupassen und potenziell Ausfälle zu reduzieren — und das ohne zusätzliche Strahlenbelastung gegenüber den derzeitigen Geräten. Kurz gesagt: Indem das bildgebende Instrument, auf das Zahnärzte bereits vertrauen, geschärft wird, könnte multisource-CBCT eine solidere Grundlage für die nächste Generation von Zahnimplantaten bieten.

Zitation: Luo, W., Hu, Y., Stadler, A.F. et al. Feasibility of multisource CBCT for improving the predictability of dental implant primary stability compared to conventional CBCT. Sci Rep 16, 7700 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39266-0

Schlüsselwörter: Zahnimplantate, Knochendichte, Cone-Beam-CT, Multisource-CBCT, Implantatstabilität