CAD/CAM: digitale Konstruktion und Zahnersatz

Die computergestützte Konstruktion und Fertigung, im Deutschen meist unter dem englischen Kürzel CAD/CAM (Computer-Aided Design / Computer-Aided Manufacturing) bekannt, umfasst eine Reihe von Verfahren, mit denen Zahnersatz am Computer konstruiert und anschließend durch Fräsen oder Drucken hergestellt wird. Konkret geht es darum, einen Teil der manuellen Arbeitsschritte bei Abformung und Herstellung durch einen digitalen Arbeitsablauf zu ersetzen. Es handelt sich um eine Technologie, nicht um eine Behandlung an sich: Sie dient der Anfertigung von Kronen, Veneers, Inlays und Onlays sowie Brücken, doch über das Ergebnis entscheiden die klinische Indikation und die Arbeit der Behandlerin — nicht die Maschine.

Als Zahnärztin in Kénitra gebe ich hier eine sachliche und zurückhaltende Darstellung von CAD/CAM: was es ist, wie der Ablauf vom Scan bis zur fertigen Restauration aussieht, welche Materialien verwendet werden, was die Literatur zu Passgenauigkeit und Überlebensraten digital gefertigter Restaurationen sagt und wo die Grenzen liegen. Die Praxis arbeitet mit einem digitalen CAD/CAM-Arbeitsablauf. Jede Aussage verweist auf eine überprüfbare Quelle, und keine Zahl wird als individuelle Garantie dargestellt: Es handelt sich um Studiendaten, die als Wahrscheinlichkeiten zu lesen sind.

# Was bedeutet CAD/CAM in der Zahnmedizin?

CAD/CAM ist die Anwendung zweier Werkzeugfamilien auf den Zahnersatz: die computergestützte Konstruktion (das Design der Restauration am Bildschirm) und die computergestützte Fertigung (die automatisierte Herstellung des Werkstücks). Der Zahn wird dadurch nicht erschaffen: Die Technologie hilft, eine Restauration zu konstruieren und zu fräsen, die anschließend von der Behandlerin angepasst, eingestellt und adhäsiv befestigt oder zementiert werden muss.

Eine in Bioinformation veröffentlichte Übersichtsarbeit (Maiti und Mitarbeiter, 2024) beschreibt den Prozess in drei Schritten: „Im ersten Schritt wird die Zahnanatomie durch einen optischen Scan erfasst, um eine digitale Abformung zu erzeugen; im zweiten kommt eine CAD-Software zum Einsatz, mit der die Behandlerin die Restauration am Computer konstruiert; im letzten folgt die CAM-Phase, in der die Konstruktion an eine Fräsmaschine oder einen 3D-Drucker übermittelt wird.“ Diese drei Glieder — Scan, Konstruktion, Fertigung — bilden die digitale Prozesskette.

Es gibt zwei große Fertigungswege. Das subtraktive Fräsen geht von einem Materialblock aus (zum Beispiel Keramik), aus dem eine Fräsmaschine die Restauration herausarbeitet. Der additive 3D-Druck baut das Werkstück Schicht für Schicht auf. Beide Verfahren bestehen nebeneinander und dienen unterschiedlichen Zwecken: Das Fräsen bleibt der Standard für Keramikkronen und Veneers, während sich der Druck vor allem für Modelle, Bohrschablonen und Provisorien durchsetzt.

# Der digitale Arbeitsablauf: vom Scan zur Restauration

Der CAD/CAM-Ablauf ersetzt die Abformung mit Abformmasse durch eine digitale Erfassung und verbindet anschließend Konstruktion und Fertigung. Schematisch umfasst er die folgenden Schritte:

• Die digitale Abformung. Ein Intraoralscanner erfasst die Form des präparierten Zahns, der Nachbarzähne und der Okklusion und erzeugt ein 3D-Modell. Dieser Schritt, seine Indikationen und seine Grenzen werden in unserem Beitrag zur digitalen Abformung mit dem Intraoralscanner ausführlich beschrieben.
• Die Konstruktion (CAD). Auf diesem Modell konstruiert die Behandlerin oder der Zahntechniker die Restauration: Form, Kontaktpunkte, Okklusion, Präparationsgrenzen. Die Software schlägt eine Morphologie vor, die dem jeweiligen Fall angepasst wird.
• Die Fertigung (CAM). Der Entwurf wird an eine Fräsmaschine oder einen Drucker übertragen. Das Werkstück wird aus einem Block herausgefräst und anschließend fertiggestellt (Bemalung, Glasur, Kristallisationsbrand bei bestimmten Keramiken).
• Einprobe und Eingliederung. Die Restauration wird im Mund einprobiert, Passung und Okklusion werden überprüft und eingestellt, anschließend wird sie adhäsiv befestigt oder zementiert.

Dieser Ablauf kann vollständig digital sein (direkter Scan am Behandlungsstuhl) oder hybrid (konventionelle Abformung mit anschließendem Scan des Modells im Labor). Diese Unterscheidung ist für die Passgenauigkeit von Bedeutung, wie weiter unten gezeigt wird.

# Die Materialien der CAD/CAM-Restaurationen

CAD/CAM legt kein Material fest, sondern eine Art der Herstellung; es stehen mehrere Blockfamilien zur Verfügung, jede mit ihrem eigenen Kompromiss zwischen Ästhetik und Festigkeit.

• Lithiumdisilikat ist eine verstärkte Glaskeramik, ästhetisch und ausreichend fest für viele Einzelkronen im Front- und Prämolarenbereich. Die Übersichtsarbeit von Maiti und Mitarbeitern (Bioinformation, 2024) gibt für sie eine Biegefestigkeit von über 350 MPa an.
• Zirkonoxid (Zirkoniumdioxid) ist deutlich fester — dieselbe Quelle nennt eine Biegefestigkeit von 500 bis 1200 MPa — was es für stark belastete Bereiche und für Patientinnen und Patienten mit Pressen oder Knirschen prädestiniert.
• Hybridkeramiken und fräsbare Komposite bieten eine gute Fräsbarkeit und ein Verhalten dazwischen.

Die Materialwahl richtet sich nach der Position des Zahns, den Kaukräften und den ästhetischen Erwartungen — genau wie bei konventionellem Zahnersatz. Dieses Thema wird in unseren Beiträgen zur Krone aus Keramik oder Zirkonoxid und zu den Keramikveneers vertieft. CAD/CAM ist das Werkzeug der Formgebung; Material und Indikation bleiben die eigentlichen klinischen Variablen.

# Was die Literatur zur Passgenauigkeit sagt

Das am häufigsten vorgebrachte Argument für den digitalen Weg ist die Präzision der Passung, also die marginale und innere Adaptation der Restauration. Die Daten weisen insgesamt in diese Richtung, allerdings mit Einschränkungen.

Eine systematische Übersichtsarbeit von Arcuri und Mitarbeitern (Journal of Biological Regulators and Homeostatic Agents, 2019) zu in vivo untersuchten Vollkeramikrestaurationen kam zu dem Schluss, dass „CAD/CAM-Restaurationen, die mittels Intraoralscanner hergestellt wurden, eine bessere marginale und innere Passung aufweisen als solche, die über eine konventionelle Abformung mit anschließender Digitalisierung im Labor entstanden sind“. Mit anderen Worten: Der direkte digitale Ablauf stellt für die Passung eine gleichwertige, teils sogar günstigere Alternative zum indirekten Ablauf dar.

Eine neuere Übersicht von Übersichtsarbeiten (Singh und Mitarbeiter, Cureus, 2025) bestätigt, dass Intraoralscanner für Einzelzahnrestaurationen und Versorgungen geringer Ausdehnung eine klinisch akzeptable Genauigkeit bieten. Sie fügt jedoch einen deutlichen Vorbehalt hinzu: Ihre Genauigkeit nimmt in komplexen Fällen ab, insbesondere bei großen Kieferbögen und bei Zahnlosigkeit, wo „konventionelle oder hybride Arbeitsabläufe weiterhin vorzuziehen sein können“. Die Überlegenheit des digitalen Wegs gilt also nicht allgemein: Sie hängt von der Ausdehnung und vom klinischen Kontext ab.

# Was die Literatur zu den Überlebensraten sagt

Eine gute Passung garantiert keine Langlebigkeit. In diesem Punkt liegen für CAD/CAM-Restaurationen beachtliche Langzeitdaten vor, vor allem für Einzelzahnversorgungen.

Für Restaurationen, die am Behandlungsstuhl gefertigt wurden, berichtete die Übersichtsarbeit von Fasbinder (Journal of the American Dental Association, 2006) eine Überlebenswahrscheinlichkeit der mit dem CEREC-System hergestellten Restaurationen von „etwa 97 % nach fünf Jahren und 90 % nach zehn Jahren“, wobei die Keramikfraktur die wichtigste Versagensart darstellte. Über sehr lange Zeiträume verfolgte eine Fallserie von Otto (International Journal of Computerized Dentistry, 2017) Inlays und Onlays aus CEREC 1 und beobachtete nach der Kaplan-Meier-Analyse eine Überlebensrate von etwa 87,5 % über bis zu 27 Jahre — ein Ergebnis, das er für Restaurationen aus der Privatpraxis als „hoch akzeptabel“ bezeichnet.

Speziell für Lithiumdisilikat berichtete die Übersichtsarbeit von Pieger, Salman und Bidra (Journal of Prosthetic Dentistry, 2014) eine kumulative Überlebensrate von Einzelkronen von etwa 100 % nach zwei Jahren und 97,8 % nach fünf Jahren. Für vollkeramische, im CAD/CAM-Verfahren hergestellte Brücken berichteten die Übersichtsarbeit und Metaanalyse von Saravi und Mitarbeitern (Materials, 2021) Fünf-Jahres-Überlebensraten in der Größenordnung von 89,7 % bis 91,1 %, wobei die Sekundärkaries die häufigste Versagensursache und das Absplittern der Verblendkeramik („Chipping“) die häufigste Komplikation war.

Diese Zahlen sind Überlebensraten aus Studien, keine Zusage für eine bestimmte Restauration. Die Langlebigkeit hängt ebenso sehr vom Pfeilerzahn, von der Okklusion, von der Mundhygiene und den Gewohnheiten der Patientin oder des Patienten ab wie von der Fertigungstechnologie.

# Die Restauration in einer Sitzung: möglich, aber nicht die Regel

Einer der hervorgehobenen Vorzüge von CAD/CAM am Behandlungsstuhl ist die Möglichkeit, bestimmte Restaurationen in derselben Sitzung zu konstruieren und zu fräsen — ohne Abformmasse und ohne Provisorium während der Wartezeit auf das Labor. Das trifft zu, und die oben genannten Überlebensdaten betreffen zum Teil genau diesen Ablauf.

Doch das geschieht weder automatisch noch eignet es sich für alle Fälle. Ob eine Versorgung in einer Sitzung machbar ist, hängt von der Art der Restauration ab (eine Einzelkrone im Seitenzahnbereich ist keine komplexe Brücke), vom gewählten Material — manche Keramiken erfordern einen Brand oder eine Bemalung, was den Zeitbedarf erhöht — und von den ästhetischen Ansprüchen, da der Frontzahnbereich häufig eine feinere prothetische Arbeit verlangt. Die Versorgung in einer einzigen Sitzung als überall gültigen Standard darzustellen, wäre ein Überversprechen. Sie ist eine sinnvolle Option in ausgewählten Fällen, keine allgemeine Regel.

# Die Grenzen von CAD/CAM

Zu einer ehrlichen Information gehört es, die Grenzen dieser Technologie zu benennen.

Zunächst hebt der digitale Weg die klinischen Rahmenbedingungen nicht auf: eine schlecht einsehbare Präparationsgrenze, eine blutende Gingiva oder übermäßige Feuchtigkeit beeinträchtigen den Scan ebenso wie eine konventionelle Abformung. Die Qualität des Ergebnisses hängt in erster Linie von der Präparation und der Kontrolle des Umfelds ab.

Zudem ist die Überlegenheit nicht durchgängig gegeben. Die Übersicht von Übersichtsarbeiten von Singh und Mitarbeitern (Cureus, 2025) hebt die Grenzen der Scanner bei großen Kieferbögen und bei zahnlosen Fällen hervor. Und die Übersichtsarbeit und Metaanalyse von Aswal und Mitarbeitern (Cureus, 2023), die CAD/CAM-Kronen und -Brücken (Lithiumdisilikat und Zirkonoxid) mit konventionellen Restaurationen verglich, kam zu „insgesamt ähnlichen“ biologischen, technischen und ästhetischen Ergebnissen, beobachtete dabei jedoch in ihrer Analyse „mehr biologische, technische und ästhetische Komplikationen in der CAD/CAM-Gruppe als in der konventionellen Gruppe“. Die Autoren gehen davon aus, dass sich die CAD/CAM-Techniken „noch weiterentwickeln müssen“, um die konventionellen Techniken zu übertreffen. Diese Einschränkung ist wichtig: CAD/CAM ist ein leistungsfähiges und praktisches Werkzeug, keine Garantie für eine klinische Überlegenheit gegenüber sorgfältig ausgeführter konventioneller Arbeit.

Schließlich unterliegt auch ein digital perfekt konstruierter Zahnersatz der Alterung, der Abnutzung und denselben Komplikationen wie jede Restauration: Karies am Restaurationsrand, Fraktur, Lockerung. Regelmäßige Kontrollen und eine gute Mundhygiene bleiben unerlässlich.

# Zusammenfassung

CAD/CAM ist eine digitale Prozesskette — Scan, Konstruktion, Fertigung —, mit der sich keramischer Zahnersatz von Lithiumdisilikat bis Zirkonoxid konstruieren und fräsen lässt. Die Literatur weist für den direkten digitalen Ablauf bei Einzelzahnrestaurationen auf eine mindestens vergleichbare, oft bessere marginale Passung hin (Arcuri et al., 2019), auf günstige Überlebensraten mittel- und langfristig (etwa 97 % nach 5 Jahren für Restaurationen am Behandlungsstuhl laut Fasbinder, 2006) sowie auf die Möglichkeit, in ausgewählten Fällen in einer Sitzung zu versorgen. Doch es handelt sich nicht um eine allgemeine Überlegenheit: Die Scanner haben ihre Grenzen bei großen Kieferbögen, Komplikationen kommen vor (Aswal et al., 2023), und keine Lebensdauer ist garantiert. CAD/CAM ist ein Werkzeug im Dienst der Indikation und der Nachsorge, kein Ersatz für das eine oder das andere.