"Manual vs. motorized insertion of dental implants - what is more precise in the hands of a novice?"

Abstract

Introduction: Accurate positioning of dental implants is essential for clinical success, esthetic outcomes and patient satisfaction. The precision of implant placement, especially in freehand procedures, remains a crucial factor, particularly for novice practitioners. In this in vitro study, the influence of implant insertion methods - either using a manual ratchet or a surgical motor - and bone quality on the accuracy of dental implant placement was investigated, with regard to angular deviations. Material and method: A phantom simulating a mandible with an edentulous space spanning both premolars and the first molar was used and synthetic bone blocks representing four types of bone quality (based on the Lekholm and Zarb classification) could be positioned in the edentulous space. Eighty titanium implants were inserted using either a manual ratchet or a surgical motor. All procedures were carried out by a novice clinician. Angular deviations between the final drill axis and final implant position were assessed using two-dimensional radiographs in bucco-lingual and mesio-distal directions. Statistical analysis was based on intraclass correlation coefficients, Shapiro-Wilk tests, Levene’s test, ANOVA and Tukey’s Honest Differences test with the level of significance set at α=0.05. Results: Mean deviations ranged from 0.86° to 3.79° with a clear trend towards greater deviation in the mesio-distal direction as compared to the bucco-lingual direction. Manual insertion led to significantly lower deviations than motorized insertion (p=0.001), particularly in the mesio-distal plane. Bone quality also played a role, with the lowest deviations found in bone quality IV as compared to bone quality I (p=0.029). Discussion: These findings suggest that manual insertion using a ratchet causes less deviations as compared to using a surgical motor for novice practitioners under idealized in vitro conditions. Additionally, lower-density bone may guide the implant more precisely along the predrilled osteotomy. However, this study also highlights the limitations of in vitro models and simplified radiographic methods. Despite these constraints, the study underlines the importance of insertion technique and bone quality in determining implant placement accuracy. Future research should include three-dimensional analyses and clinical validation to further substantiate these findings.

Einleitung: Die präzise Positionierung von dentalen Implantaten ist entscheidend für den klinischen Erfolg, ästhetische Ergebnisse und die Patientenzufriedenheit. Besonders bei freihändiger, nicht geführter Implantation stellt die Genauigkeit der Implantatinsertion einen kritischen Faktor dar – insbesondere bei begrenzter klinischer Erfahrung. In dieser In-vitro-Studie wurde der Einfluss der Insertionstechnik sowie der Knochenqualität in Bezug auf Winkelabweichungen untersucht. Ziel dieser Studie war es herauszufinden, ob eine signifikante Achsabweichung bei manueller oder motorisierter Implantatinsertion auftreten kann. Material und Methode: In ein Unterkiefermodell mit zahnlosem Areal regio 44-46 konnten synthetische Knochenblöcke vier verschiedener Qualitäten eingesetzt werden, die die Knochenqualitäten gemäß der Klassifikation nach Lekholm und Zarb repräsentierten. Insgesamt wurden 80 Titanimplantate entweder manuell oder motorisiert in die Blöcke aus Polyurethanschaum inseriert. Die Winkelabweichungen zwischen der finalen Bohrung und der Implantatposition wurden mithilfe zweidimensionaler Röntgenbilder in bukkolingualer und mesiodistaler Richtung gemessen. Die statistische Auswertung erfolgte über Intraklassen-Korrelation, Shapiro-Wilk-Tests, Levene-Test, Varianzanalyse (ANOVA) und Tukey post-hoc Tests. Das Signifikanzniveau wurde bei α = 0,05 festgelegt. Ergebnisse: Die mittleren Winkelabweichungen lagen zwischen 0,86° und 3,79°, wobei sich deutlich größere Werte in mesiodistaler Richtung im Vergleich zur bukkolingualen Richtung zeigten. Die manuelle Insertion führte zu signifikant geringeren Abweichungen als die motorisierte Insertion (p=0,001), insbesondere in der mesiodistalen Ebene. Auch die Knochenqualität hatte einen Einfluss: Die geringsten Abweichungen wurden bei Knochenqualität IV festgestellt, im Vergleich zu Knochenqualität I (p=0,029). Diskussion: Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die manuelle Insertion mittels Ratsche unter idealisierten In-vitro-Bedingungen bei limitierter klinischer Erfahrung zu geringeren Abweichungen führt als die motorisierte Insertion. Zudem scheint Knochen geringerer Dichte das Implantat präziser entlang der vorgegebenen Osteotomie zu führen. Die Studie weist jedoch auch auf die Einschränkungen von In-vitro-Modellen und vereinfachten röntgenologischen Verfahren hin. Trotz dieser Limitationen unterstreicht sie die Bedeutung der Insertionstechnik und der Knochenqualität für die Präzision der Implantatinsertion. Zukünftige Untersuchungen sollten dreidimensionale Analysen und klinische Validierung umfassen, um diese Ergebnisse weiter zu untermauern.