Inauguraldissertation zur Erlangung des Grades eines Doktors der Zahnmedizin des Fachbereichs Medizin der Justus-Liebig-Universität Gießen vorgelegt von Drath, Kara Johanna aus Lahnstein Gießen 2025 Nachhaltigkeit in der Zahnheilkunde – Pilotstudie zum CO2-Fußabdruck der analogen und digitalen Abformung Aus dem Fachbereich Medizin der Justus-Liebig-Universität Gießen Medizinisches Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik Gutachter: Prof. Dr. Maximiliane Schlenz-Helmke, M.Sc. Gutachter: Prof. Dr. Peter Rehmann Tag der Disputation: 11.03.2026 Meiner Familie gewidmet Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung ..................................................................................................................... 1 2 Ziel der Arbeit .............................................................................................................. 3 3 Literaturübersicht.......................................................................................................... 4 3.1 Analoge Abformung .............................................................................................. 4 3.1.1 Abformmaterialien ....................................................................................... 5 3.1.2 Analoge Abformtechniken ........................................................................... 8 3.1.3 Analoger Workflow zur Herstellung einer Einzelzahnkrone ..................... 10 3.1.4 Bewertung der analogen Abformung ......................................................... 13 3.2 Digitale Abformung............................................................................................. 14 3.2.1 Digitaler Workflow zur Herstellung einer Einzelzahnkrone ..................... 14 3.2.2 Primescan AC ............................................................................................ 16 3.2.3 Bewertung der digitalen Abformung ......................................................... 16 3.2.4 Relevanz der digitalen Abformung ............................................................ 18 3.3 Nachhaltigkeit in der Zahnmedizin ..................................................................... 19 3.3.1 Lebenszyklusanalysen und PCF-Untersuchungen ..................................... 27 3.3.2 Lebenszyklusanalyse .................................................................................. 30 3.3.3 Abfallmanagement im Gesundheitswesen ................................................. 32 4 Material und Methode ................................................................................................ 34 4.1 Methodikübersicht ............................................................................................... 34 4.2 Ziel, Untersuchungsrahmen und Systemgrenzen ................................................ 36 4.2.1 Ziel ............................................................................................................. 36 4.2.2 Untersuchungsrahmen ................................................................................ 36 Inhaltsverzeichnis 4.3 Erstellung der Sachbilanz .................................................................................... 42 4.3.1 Analoge Abformung .................................................................................. 44 Abformung (Präzision) – A-Silikon .................................................................... 45 Abformung (Gegenkiefer) – Alginat ................................................................... 47 Bissregistrat ......................................................................................................... 47 Abformung desinfizieren ..................................................................................... 48 Abformlöffel reinigen .......................................................................................... 48 Herstellung Gipsmodell ....................................................................................... 49 Komponenten desinfizieren ................................................................................. 50 Arbeitsplatz reinigen (Gipslabor und Behandlungseinheit) ................................ 51 Stromverbrauch der Maschinen und Behandlungseinheit ................................... 51 4.3.2 Digitale Abformung ................................................................................... 53 Abformung durchführen ...................................................................................... 54 Scanspitze reinigen (WI) ..................................................................................... 56 Scanspitze autoklavieren (AU) ............................................................................ 56 Arbeitsplatz reinigen ........................................................................................... 56 Scanspitze entsorgen (EI) .................................................................................... 57 Anteilige Herstellung des Primescan AC ............................................................ 58 4.4 Berechnung des PCF ........................................................................................... 60 4.5 Berechnung der Unsicherheiten in der Datenerhebung ....................................... 61 4.6 Statistische Analyse ............................................................................................. 64 5 Ergebnisse ................................................................................................................... 65 5.1 Zwischenergebnisse ............................................................................................. 65 5.1.1 Analoge Abformung .................................................................................. 65 5.1.2 Digitale Abformung ................................................................................... 67 Inhaltsverzeichnis 5.2 Sachbilanz............................................................................................................ 69 5.3 Ergebnis Monte-Carlo-Simulation ...................................................................... 71 5.4 PCF der digitalen und analogen Abformung im Vergleich ................................. 72 5.5 Einfluss verschiedener Inputgrößen auf den PCF der Abformmethoden ............ 75 5.6 Zusammenfassung der Ergebnisse ...................................................................... 77 6 Diskussion .................................................................................................................. 79 6.1 Methodikdiskussion ............................................................................................. 79 6.1.1 Annahmen und Systemgrenzen .................................................................. 79 6.1.2 Datenerhebung Analoge Abformung ......................................................... 83 6.1.3 Datenerhebung Digitale Abformung .......................................................... 88 6.1.4 Datengrundlagen und PCF Berechnung ..................................................... 92 6.1.5 Berechnung der Unsicherheiten in der Datenerhebung ............................. 93 6.1.6 Einschränkungen der PCF Berechnung ..................................................... 94 6.1.7 Statistische Analyse ................................................................................... 95 6.2 Ergebnisdiskussion .............................................................................................. 96 6.2.1 Sachbilanz .................................................................................................. 96 6.2.2 Ergebnis Monte-Carlo-Simulation ............................................................. 97 6.2.3 PCF der analogen und digitalen Abformung im Vergleich ....................... 99 6.2.4 Input- und Output-Ströme, welche den PCF der Abformverfahren besonders stark prägen ....................................................................................................... 101 6.2.5 Handlungsempfehlungen aus der Pilotstudie zum Thema Abformungen für weitere Bereiche einer nachhaltigen Zahnmedizinischen Versorgung ............. 103 7 Zusammenfassung .................................................................................................... 104 8 Summary ................................................................................................................... 105 Inhaltsverzeichnis 9 Abkürzungsverzeichnis ............................................................................................ 106 10 Darstellungsverzeichnis ............................................................................................ 108 10.1 Abbildungsverzeichnis ..................................................................................... 108 10.2 Tabellenverzeichnis .......................................................................................... 109 10.3 Literaturverzeichnis ......................................................................................... 112 10.4 Publikationsverzeichnis .................................................................................... 123 11 Anhang ..................................................................................................................... 124 12 Erklärung .................................................................................................................. 173 13 Danksagung .............................................................................................................. 174 14 Lebenslauf ................................................................................................................ 175 Inhaltsverzeichnis Zur besseren Lesbarkeit wird in der vorliegenden Arbeit das generische Maskulinum verwendet. Im Sinne der Gleichbehandlung gelten Personenbezeichnungen für alle Ge- schlechter (m/w/d) gleichermaßen. Einleitung 1 1 Einleitung Nachhaltigkeit, wie sie von den Vereinten Nationen (UN) definiert wird, basiert auf dem Konzept der Environmental, Social and Corporate Governance (ESG). Dieser Ansatz berücksichtigt drei zentrale Dimensionen: ökologische, ökonomische und soziale Aspekte. Das zugrunde liegende Modell wird als „Triple Bottom Line“-Modell bezeichnet. Dabei zielt die ökologische Nachhaltigkeit darauf ab, natürliche Ressourcen zu bewahren, Emissionen und Abfälle zu reduzieren sowie die biologische Vielfalt zu schützen. Ihr übergeordnetes Ziel ist es, ökologische Systeme langfristig zu erhalten und Umweltbelastungen zu minimieren. Die ökonomische Nachhaltigkeit strebt die Etablierung eines stabilen Wirtschaftssystems an, dass in der Lage ist, dauerhaft Wohlstand zu schaffen und zu sichern, ohne dabei die natürlichen Ressourcen zu übernutzen. Den Fokus auf Gerechtigkeit, Chancengleichheit und soziale Verantwortung legt die soziale Nachhaltigkeit. Sie stellt sicher, dass die Bedürfnisse und Rechte aller Menschen angemessen berücksichtigt werden.20 Aufgrund der thematischen Komplexität konzentriert sich die folgende Analyse ausschließlich auf die ökologische Dimension der Nachhaltigkeit: Das Thema Nachhaltigkeit gewinnt zunehmend an Aufmerksamkeit im Gesundheitswesen, was jedoch im Gegensatz zu den bisher geringen und wenig systematischen Forschungsaktivitäten steht. In anderen Bereichen gibt es bereits viele Überlegungen, wie möglichst viel Kohlenstoffdioxid eingespart werden kann.84, 97, 150 Der Gesundheitssektor hat einen Anteil von 6,1 % an den gesamten Kohlenstoffdioxid- Emissionen in Deutschland. Damit ist er nach dem Bauwesen der zweitgrößte Emittent.73 Das Potential zur Kohlenstoffdioxid-Reduktion im Gesundheitssektor ist also sehr groß. Dennoch gibt es bisher nur sehr wenige Studien zum Thema Nachhaltigkeit – auch in der Zahnmedizin. Die Schwierigkeit im medizinischen Bereich besteht darin, dass neben Aspekten der Nachhaltigkeit auch die Hygiene und Patientensicherheit gewährleistet sein muss, um die Qualität der medizinischen Versorgung nicht zu gefährden. Bewährte Recyclingkonzepte wie sie in anderen Bereichen Anwendung finden, können im medizinischen Bereich meist nicht genutzt werden. Es stellt sich jedoch die Frage, ob nicht an anderer Stelle, wie Einleitung 2 beispielsweise durch die Digitalisierung, eine Reduktion des ökologischen Fußabdrucks in der Zahnmedizin erreicht werden könnte. Die Digitalisierung der Patientenversorgung in der Zahnmedizin nahm ihren Ursprung in der digitalen Abformung mittels sogenannter Intraoralscanner. Bereits seit den 1980er- Jahren stehen entsprechende Systeme zur Verfügung, die seither durch kontinuierliche Weiterentwicklungen in Hard- und Software stetig optimiert wurden. Inzwischen erreicht die Genauigkeit digitaler Abformungen ein mit konventionellen Abformungen vergleichbares Niveau und übertrifft dieses in bestimmten Anwendungsbereichen bereits.8, 15, 53 Im Vergleich zur analogen Abformung mit Abformlöffel und -masse bietet die digitale Abformung einige Vorteile. So müssen etwa ein Drittel der analogen Abformungen wiederholt werden, da sie klinisch nicht akzeptabel sind.86 Dadurch gehen bei jedem neuen Abformversuch Ressourcen verloren. Bei der digitalen Abformung hingegen ist es möglich, den Bereich der Abformung, welcher fehlerhaft ist, einfach erneut zu scannen. Dadurch können sowohl Zeit als auch Ressourcen eingespart.58 Da bislang belastbare Primärdaten zu diesem Thema fehlen, kommt der vorliegenden Pilotstudie besondere Bedeutung zu. So sollen erste empirische Erkenntnisse zum Vergleich zwischen analoger und digitaler Abformung in Bezug auf den Kohlenstoffdioxid (CO2)-Fußabdrucks, auch bekannt als Product Carbon Footprint (PCF), gewonnen werden. Aus den Ergebnissen lassen sich schlussendlich Handlungsempfehlungen für die Praxis ableiten. Die Frage, welche der beiden Abformmethoden insgesamt einen kleineren PCF aufweist, kann mit Methoden der Umweltwissenschaft analysiert werden. Zur Gewährleistung einer methodisch fehlerfreien Berechnung der PCFs und der Monte-Carlo-Simulation wurde im Rahmen der vorliegenden Studie eine interdisziplinäre Kooperation mit der Technischen Hochschule Mittelhessen (THM) initiiert. Ziel dieser Zusammenarbeit ist die Integration umweltwissenschaftlicher Expertise in den Kontext zahnmedizinischer Anwendungen. Die Untersuchungen im Rahmen der Studie wurden in enger Zusammenarbeit mit dem Fachbereich Life Science Engineering sowie dem Fachbereich Wirtschaftsingenieurwesen der THM durchgeführt. Ziel der Arbeit 3 2 Ziel der Arbeit Das Ziel dieser Pilotstudie ist es, den Kohlenstoffdioxid (CO2)-Fußabdruck (Product Carbon Footprint (PCF)) der analogen und digitalen Abformung zu bestimmen und vergleichend gegenüberzustellen. Hierfür wurde das klinische Anwendungsbeispiel einer Versorgung mit einer Einzelzahnkrone gewählt und Systemgrenzen definiert. Anhand dessen wurden alle relevanten Input- und Output-Ströme bestimmt und eine Sachbilanz erstellt. Auf Basis selbsterhobener sowie bereits vorhandener Daten aus der Datenbank Ecoinvent 3.10 (Ecoinvent, Zürich, Schweiz) wurden die im Prozess vorkommenden Stoffe hinsichtlich ihres PCFs erfasst. Auf Basis der stoffspezifischen Emissionsfaktoren wurde der PCF der beiden Abformmethoden berechnet.46 Anschließend wurden Unsicherheiten in der Berechnung des PCFs mittels einer Monte- Carlo-Simulation abgebildet. Folgende Nullhypothesen wurden untersucht: 1. Es gibt keinen signifikanten Unterschied zwischen der analogen und digitalen Abformung in Bezug auf den PCF. 2. Es gibt keine signifikanten Unterschiede des PCFs der beiden Abformmethoden durch verschiedene Input- und Output-Ströme, Prozessschritte und Lebenszyklusphasen. 3. Inhärente Unsicherheiten in der Datengrundlage haben keinen signifikanten Einfluss auf die probabilistische Bewertung des PCFs und können nicht durch Bereinigungsmaßnahmen im Sinne einer Monte-Carlo-Simulation verbessert werden. Literaturübersicht 4 3 Literaturübersicht Im folgenden Kapitel sollen zunächst die analoge Abformung und der damit einhergehende analoge Workflow beleuchtet werden. Im Anschluss erfolgt eine detaillierte Erläuterung der digitalen Abformung. Im anschließenden Teil des Kapitels wird die Studienlage zur Nachhaltigkeit in der Zahnmedizin betrachtet. Zuletzt wird ein kurzer Überblick über Lebenszyklusanalysen (LCA) im Allgemeinen gegeben. 3.1 Analoge Abformung Das Ziel einer Abformung ist die möglichst genaue Wiedergabe und Übertragung der intraoralen Situation des Patienten auf ein Modell. Dies ist zwingend erforderlich für die indirekte Herstellung von Zahnersatz wie z.B. Einzelzahnkronen. Die präzise Erfassung der Dimensionen und Details ist entscheidend für die Herstellung von Zahnersatz, da bereits geringe Abweichungen in der Form oder Größe die Passgenauigkeit und Funktionalität der zahnmedizinischen Versorgung erheblich beeinträchtigen können. Das Bindeglied zwischen zahnärztlicher und zahntechnischer Arbeit ist die Abformung.141 Dies gilt sowohl für den analogen als auch digitalen Herstellungsweg für Zahnersatz. Das Prinzip der analogen Abformung wurde erstmals im Jahr 1756 von Philip Pfaff beschrieben. Damals wurde versucht, mit Wachs eine intraorale Situation zu reproduzieren.108 Seitdem wurden sowohl die Materialien als auch die Techniken stetig weiterentwickelt. Das Grundprinzip der Abformung ist jedoch unverändert geblieben. Eine plastische Masse wird auf einen Abformlöffel aufgetragen und anschließend auf den Zahnbogen appliziert. Durch einen Abbindeprozess innerhalb des Materials geht die Abformmasse von ihrer vormals zähflüssigen Form in eine feste Form über. Dadurch verbleibt ein Abbild der intraoralen Situation in der erstarrten Abformmasse. Literaturübersicht 5 3.1.1 Abformmaterialien Für analoge Abformmethoden stehen heute eine Reihe von Materialien zur Verfügung. Eine Unterteilung in verschiedene Gruppen ist möglich. Abformmaterialien können nach ihrem Zustand in abgebundener Form in „starr“ und „elastisch“ eingeteilt werden. Des Weiteren erfolgt die Unterteilung jeweils in irreversibel und reversibel (Abb. 3.1).32, 72, 81, 91 Der klare Vorteil von elastischen Materialien ist, dass sie sich nach der Abformung leicht aus dem Mund entfernen lassen. Starre Materialien werden daher heute eher selten verwendet. Somit werden im Folgenden nur die in dieser Studie verwendeten analogen Abformmaterialien – Silikone und Alginat– näher beschrieben. Abb. 3.1: Einteilung der analogen Abformmaterialien.67 Silikone Es gibt in der Zahnmedizin additionsvernetzende Silikone (A-Silikone) und kondensationsvernetzende Silikone (C-Silikone). Silikone haben ein sehr breites Anwendungsspektrum. Sie können sowohl zur Abformung präparierter Zähne als auch von Mundschleimhaut verwendet werden. A-Silikone bestehen aus Polyvinylsiloxanen und härten durch eine Additionspolymerisation aus. Dabei werden keine Nebenprodukte freigesetzt, wodurch A-Silikone keiner Polymerisationsschrumpfung unterliegen. Bei trockener Lagerung sind A-Silikone auch über mehrere Tage dimensionsstabil.99 Es ist zu beachten, dass der Katalysator der meisten A-Silikone durch Latex (z. B. in starr elastisch irreversibel reversibel Zinkoxid- Eugenol- Pasten Hydrokolloide reversibel irreversibel Thermoplastis che Kompositions massen Elastomere Silikone Polyether Polysulfide Guttapercha Alginat Abformgips Literaturübersicht 6 Handschuhen) inhibiert wird. A-Silikone haben im Vergleich zu C-Silikonen eine höhere Reißfestigkeit und ein höheres E-Modul. Allerdings sind A-Silikone sehr hydrophob, wodurch es nötig ist, geeignete Zusätze wie zum Beispiel Tenside hinzuzufügen.90, 110 Auch C-Silikone bestehen aus Polyvinylsiloxanen. Hier läuft die Abbinde-Reaktion nicht nebenproduktfrei ab. Beim Aushärten des C-Silikons kommt es zur Abspaltung einer Alkoholgruppe. Dadurch schrumpft das Material. Auch die Reißfestigkeit und das E- Modul sind weniger hoch, als es bei den A-Silikonen der Fall ist. Silikone können hinsichtlich ihrer Konsistenz unterteilt werden (Tab. 3.1).67 Tab. 3.1: Einteilung der Abformmaterialien nach Viskosität.67 Typ Viskosität Füllstoffgehalt Typ 0/ Putty knetbar Typ 1/ Heavy Body schwerfließend Typ 2/ Medium Body mittelfließend Typ 3/ Light Body leichtfließend Je höher der Füllstoffgehalt eines Abformmaterials ist, desto höher ist die Viskosität und desto geringer ist die Polymerisationsschrumpfung.29 Eine weitere Besonderheit der Silikone ist eine Eigenschaft, welche als Thixotropie bekannt ist. Diese wird durch Zusatzstoffe gesteuert. Das Material wird für eine kurze Zeit unter Scherbelastungen flüssiger und kehrt anschließend wieder in seinen Ausgangszustand zurück.27, 120 Dies ermöglicht bei der Positionierung des Abformlöffels im Mund des Patienten ein genaues Anfließen des Abformmaterials an die intraoralen Details. Ist die finale Position gefunden, verfestigt sich das Material wieder und die Integrität der Abformung bleibt erhalten. Da Silikone häufig für Präzisionsabformungen verwendet werden, werden höchste Anforderungen an die Genauigkeit gestellt. Die Detailschärfe beträgt je nach Material Literaturübersicht 7 zwischen 1 und 25 μm. Für Bereiche, in denen höchste Präzision gefragt ist, eignen sich besonders dünnfließende Materialien.28, 34 Ungenauigkeiten entstehen meist eher durch Fehler bei der Abformmethode als durch Ungenauigkeiten, die auf das Material zurückzuführen sind. Durch die natürliche Form der oralen Strukturen finden sich in den abzuformenden Bereichen oft Unterschnitte. Dies erfordert, dass das Abformmaterial in abgebundenem Zustand so elastisch verformbar und reißfest sein muss, dass eine Überwindung der Unterschnitte möglich ist. Dabei sollte auch die Dimension vor und nach der Verformung in möglichst gleichbleiben. Es kann zwischen einer elastisch reversiblen und einer plastisch irreversiblen Deformation einer Abformung unterschieden werden. Letztere kann nicht mehr durch das Rückstellvermögen des Materials kompensiert werden. Polyvinylsiloxane erreichen Werte von unter 2 % bezüglich der durchschnittlichen plastischen Deformation.32, 60, 91, 121 Aufgrund der genannten Eigenschaften erfreuen sich Silikone nach wie vor großer Beliebtheit und sind für die Herstellung von prothetischen Versorgungen wie Einzelzahnkronen, Brücken oder herausnehmbarem Zahnersatz gut geeignet. Alginat Alginat ist ein häufig verwendetes Abformmaterial in der Zahnmedizin, insbesondere für die Herstellung von Situations- oder Gegenkieferabformungen. Es handelt sich um ein hydrophiles Polymer, welches aus Algen gewonnen wird. Pulverförmige Alginate haben die Fähigkeit, sich bei Kontakt mit Wasser zu verflüssigen und nach dem Aushärten eine elastische, aber stabile Form zu behalten. Die Vorteile von Alginaten liegen in ihrer einfachen Handhabung, der schnellen Aushärtung und darin, dass Alginate sehr kostengünstig sind.26 Allerdings weisen Alginate auch einige Nachteile auf, wie eine begrenzte Stabilität über längere Zeiträume und eine Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit und Temperatur. So quellen Alginatabformungen bei zu langer Lagerung in Wasser auf und schrumpfen bei zu langer trockener Lagerung. Daher sollten sie möglichst zeitnah nach der Herstellung ausgegossen werden um eine möglichst hohe Dimensionstreue zu erreichen.67 Literaturübersicht 8 3.1.2 Analoge Abformtechniken Abformmethoden können anhand der Anzahl der Arbeitsschritte unterteilt werden oder anhand der Anzahl der Materialkomponenten. Die Arbeitsschritte können entweder • einzeitig oder • zweizeitig durchgeführt werden.82, 131 Die Abformmaterialen bestehen entweder aus • einer Komponente oder • zwei Komponenten.82 Beispiele für die einzeitige Abformung sind die Abformungen mit Alginat oder Polyethern. Die Abformung mit Polyether wird auch als Monophasentechnik bezeichnet und ist sowohl eine Einkomponentenabformung als auch einzeitig.102 Ein Beispiel für eine zweizeitige Abformung ist die Korrekturabformung. Diese ist gleichzeitig auch eine Zweikomponentenabformung. Ein Mischtyp ist zum Beispiel die Doppelmischabformung.102 Sie ist eine einzeitige Zweikomponentenabformung. Vor Präzisionsabformungen ist es ratsam, ein Gewebemanagement an den präparierten Zahnstümpfen durchzuführen, um die Gingiva zeitweise zu verdrängen. Dies ermöglicht die exakte Darstellung der Präparationsgrenze und liefert der Zahntechnik entscheidende Informationen zur Herstellung des Zahnersatzes. Zur Verdrängung des Gewebes werden in der Regel Fäden oder Retraktionspasten verwendet. Die meisten Retraktionsmittel werden vor der Abformung wieder entfernt. Eine Ausnahme bildet die Doppelfadentechnik, bei der ein dünner Faden apikal der Präparationsgrenze während der Abformung im Sulkus verbleibt. Bei der Doppelmischabformung wird nun zuerst der abzuformende Bereich getrocknet, da Flüssigkeiten nicht komprimierbar sind und das Abformmaterial so nicht an die gewünschten Stellen gelangen könnte. Anschließend an die Trocknung wird nun die dünnfließende Silikonphase um den präparierten Stumpf gespritzt. Während diese Phase noch flüssig ist, wird der Abformlöffel mit einer standfesteren, dickfließenden Silikonphase in den Patientenmund eingesetzt. Die beiden Phasen verbinden sich nun zu einer Abformung. Elastische Materialdeformationen sind hier nicht zu erwarten.82 Eine weitere einzeitige Zweikomponentenabformung ist die Sandwichabformung. Hier wird die dickfließende Phase direkt im Abformlöffel mit der dünnfließenden Phase beschickt. Literaturübersicht 9 Bei der Korrekturabformung handelt es sich, um eine zweizeitige Abformung mit zwei Materialkomponenten. Nach Abschluss der Retraktionsmaßnahmen wird zuerst eine Abformung des gesamten Zahnbogens mit einem dickfließenden Material durchgeführt. Nachdem die Abformung in einen festen Zustand übergegangen ist und aus dem Mund des Patienten entnommen wurde, muss sie für die zweite Phase der Abformung vorbereitet werden. Die Interdentalsepten und unter sich gehenden Bereiche müssen mit einem Skalpell aus der Abformung entfernt werden.63 Dabei bleibt die Abbildung des präparierten Stumpfes allerdings unberührt. Zusätzlich können auch Abflussmöglichkeiten für die dünnfließende Phase geschaffen werden.90 Nun wird zunächst die beschnittene Abformung im Mund des Patienten anprobiert und geprüft, ob eine spaltfreie Repositionierung möglich ist. Nachdem dies sichergestellt wurde und die Abformung wieder aus dem Mund des Patienten entnommen wurde, werden gegebenenfalls erneut Retraktionsmaßnahmen durchgeführt und der abzuformende Bereich anschließend getrocknet. Nun wird die dünnfließende Phase auf die Abformung aufgetragen und für fünf Sekunden mit gleichmäßigem Druck im Patientenmund platziert. Dies stellt sicher, dass die dünnfließende Phase hinterher lediglich in einer dünnen Schicht vorliegt. Außerdem entsteht so ein Staudruck, der bei guter vorheriger Trocknung dazu führt, dass auch subgingivale Bereiche auf der Abformung abgebildet sind. Eine Fehlerquelle bei der Korrekturabformung ist, dass beim zweiten Einsetzen der Abformung die dünnfließende Phase die dickfließende Phase komprimiert und die Abformung so aushärtet. Nach der Entnahme aus dem Patientenmund stellt sich das dickfließende Material zurück und somit resultiert in der Abformung ein kleineres Lumen.50, 51 Eine weitere Fehlerquelle ist eine falsch gewählte Abzugsrichtung der Abformung aus dem Mund des Patienten. Die Abzugsrichtung sollte immer entsprechend der Lokalisation der präparierten Stümpfe gewählt werden.115 Weiterhin kann eine unzureichende Trockenlegung zum Problem werden. Befindet sich das Parodont des Patienten in einem schlechten Zustand, kann es zu Blutungen während der Abformung kommen.145 Hier muss auf ausreichende Retraktionsmaßnahmen geachtet werden. Auch der Einsatz eines geeigneten Anästhetikums kann hilfreich sein.143 Durch den Zusatz von Adrenalin im Lokalanästhetikum kann eine Vasokonstriktion erreicht werden und somit eine geringere Blutung während der Abformung. Literaturübersicht 10 Welche Methode oder welches Material das Ideale ist, ist eine viel diskutierte Frage. Während einige Quellen vor allem das Abformmaterial für erfolgsentscheidend halten,29, 62, 101, 116 sehen andere Autoren vor allem die Abformtechnik als ausschlaggebend an.24, 31, 100 Einige Quellen halten eine Kombination aus dem richtigen Material und der richtigen Technik für entscheidend, um eine gute Genauigkeit zu erzielen.116, 146 Bei Studien, welche die Genauigkeit von Abformmethoden untersuchten, zeigte sich, dass es keine signifikanten Unterschiede zwischen den Abformverfahren gab.55, 62, 63, 80, 114 Hinsichtlich der Dimensionstreue ist die Doppelmischabformung, aufgrund der genannten Verdrängungseffekte der Korrekturabformung, überlegen.10, 24, 51, 100 Jedoch ist bei einer subgingival gelegenen Präparationsgrenze eher die Korrekturabformung im Vorteil, da hier der nötige Staudruck erzeugt werden kann, um subgingivale Bereiche abzuformen.142 Sicherlich ist es wichtig, die Abformmethode und das Material passend zur klinischen Situation auszuwählen, da alle Verfahren und Materialien ihre Vor- und Nachteile haben.142 3.1.3 Analoger Workflow zur Herstellung einer Einzelzahnkrone Zunächst erfolgt die Vorbereitung des Zahnes zur Aufnahme einer Einzelzahnkrone mit Hilfe eines Schleifkörpers. Anschließend wird die nun neu entstandene Situation abgeformt. Wie oben bereits beschrieben, kommen dafür verschiedene Materialien in Frage. Anschließend muss die Abformung mit Gips ausgegossen werden, um ein Positivmodell zu erhalten. Zur Herstellung von Zahnersatz wird ein sehr widerstandsfähiges Modell benötigt.90 Superhartgips eignet sich zu diesem Zweck sehr gut.66 Dieser bietet außerdem den Vorteil, dass er eine sehr geringe Expansion aufweist und somit sehr dimensionsstabil ist.90 Nachdem der Abbindevorgang abgeschlossen ist und das Modell aus der Abformung entnommen wurde, muss es nun für die Herstellung von Zahnersatz vorbereitet werden. Dazu muss ein Sägemodell angefertigt werden. Das Modell wird zunächst getrimmt und anschließend versäubert. Im Anschluss wird das Modell in einzelne Segmente zersägt und mit Pins auf einer Sockelplatte fixiert. So können die einzelnen Segmente entnommen und besser bearbeitet werden. Dies erleichtert im weiteren Verlauf die Herstellung des Zahnersatzes. Anschließend wird die Präparationsgrenze auf dem Modell zugänglich gemacht und ein Härter und Distanzlack auf den Stumpf aufgetragen. Anschließend wird die Restauration auf dem Gipsstumpf aus Literaturübersicht 11 Wachs modelliert. Ein besonderes Augenmerk ist bei der gesamten Herstellung auf die Präparationsgrenze zu legen, da hier die Passgenauigkeit besonders hoch sein muss. Dies gewährleistet hinterher einen möglichst geringen Randspalt und somit eine lange Funktionsfähigkeit des Zahnersatzes. Nachdem die Einzelzahnkrone fertig modelliert wurde, erfolgt nun das Einbetten in eine Gipsmasse. Diese fungiert wieder als Negativform. Die eingebettete Kronenmodellation wird nun so weit erhitzt, bis das Wachs restlos verbrannt ist. Anschließend wird das flüssige Legierungsmaterial in den nun entstandenen Hohlraum gegossen. Auch hierbei kann es zu Dimensionsänderungen durch die Erstarrungskontraktion und thermische Kontraktion kommen.91 Um diese Fehlerquelle bestmöglich zu eliminieren, ist die Einbettmasse genau auf das Gussmaterial abgestimmt und gleicht dessen Kontraktion durch eine exakt gleiche Expansion aus. Ist das Gussstück abgekühlt, kann es aus der Einbettmasse entnommen werden. Nun muss es noch ausgearbeitet werden, um hinterher eine glatte, hygienefähige Oberfläche zu erhalten. Es gibt alternativ zu metallenen Gusskronen noch einige andere Materialien, die verwendet werden können. Die Gusskronen können im nächsten Schritt beispielsweise noch mit einer Keramik verblendet werden. Es könnte auch eine monolithische Keramikkrone hergestellt werden. Hier gibt es auch die Möglichkeit, die Keramik zu pressen und anschließend zu sintern. Auch Gerüste aus Zirkon, die später mit einer transluzenteren Keramik verblendet werden, sind möglich. Alternativ zu diesem klassischen Weg, wählen immer mehr Zahntechniklabore den Weg der indirekten Digitalisierung. Dabei ist bis zur Modellherstellung der Workflow identisch. Das Modell wird anschließend im Zahntechniklabor mit Hilfe eines Desktop- Scanners digitalisiert. Der Zahnersatz wird digital mit Hilfe von computer-aided design (CAD) Softwareprogrammen erstellt. Der entstandene Datensatz kann nun zur Herstellung von Zahnersatz beispielsweise an eine computerized numerical control (CNC) Fräse übermittelt werden. Diese fräst aus einem Rohling den gewünschten Zahnersatz. Hinterher muss dieser ausgearbeitet werden. Der letzte Schritt in der Herstellungskette ist das Eingliedern des Zahnersatzes in die intraorale Situation. Die Abb. 3.2 zeigt eine schematische Gegenüberstellung der verschiedenen Workflows. Literaturübersicht 12 Abb. 3.2: Schematischer Ablauf eines analogen (links) und digitalen Workflows mit indirekter Digitalisierung (rechts); CAD = computer-aided design.12, 144 . • CAD . • Additive oder subtraktive Fertigung . • Ausarbeitung . • Einsetzen • Präparation • Abformung • Modellherstellung • Wachsmodellation • Einbetten • Guss • Ausarbeitung • Einsetzen . • Präparation . • Abformung . • Modellherstellung . • Digitalisierung des Modells Literaturübersicht 13 3.1.4 Bewertung der analogen Abformung Die analoge Abformung ist nach wie vor ein wichtiger Bestandteil des Herstellungsprozesses von Zahnersatz. Im gesamten Workflow, angefangen bei der Abformung bis hin zum Gießen des Zahnersatzes, existieren zahlreiche potenzielle Fehlerquellen. Diese können sich potenzieren, wenn sie nicht gleich zu Anfang identifiziert werden. Die Abformung muss als Basis für guten Zahnersatz also in jedem Fall möglichst genau sein.110 Daher ist es wichtig, den Prozess soweit wie möglich zu standardisieren und alle Arbeitsabläufe und Materialien aufeinander abzustimmen. Bei der Abformung ist es jedoch schwierig, eine komplette Vergleichbarkeit herzustellen, da die Umgebungsfaktoren wie zum Beispiel die Temperatur oft variieren. Auch jeder weitere Arbeitsschritt unterliegt einer gewissen Variabilität. Der Prozentsatz der wiederholungsbedürftigen Abformungen liegt je nach Quelle zwischen 39 % und 89,1 %.7, 116 Probleme können das Ablösen der Abformung vom Löffel oder aber das Fehlen von wichtigen Bereichen auf der Abformung sein. Diese Probleme sollten unbedingt erkannt und gegebenenfalls korrigiert werden. Bezüglich der Genauigkeit lassen sich mit Silikonen Details von 1-25 µm Größe darstellen.28, 34 Jedoch ist die in vivo erreichte Genauigkeit meist nicht identisch mit der in vitro Genauigkeit, da klinische Faktoren wie Probleme bei der Trockenhaltung die Abformung erschweren.145 Literaturübersicht 14 3.2 Digitale Abformung Seit den 1980er Jahren gibt es zusätzlich zu analogen Abformmethoden auch einen digitalen Weg. Computer-aided design/ computer-aided manufacturing (CAD/CAM)- Technologie hat seitdem die Zahnmedizin verändert. Zu Beginn wurden CAD/CAM- Systeme vor allem in Zahntechniklaboren verwendet, um Gipsmodelle zu digitalisieren und Zahnersatz digital herstellen zu können (s. Kapitel 3.1.3).30 Mittlerweile ist die CAD/CAM-Fertigung auch in vielen Zahnarztpraxen angekommen und fester Bestandteil der zahnärztlichen Arbeit. Die Digitalisierung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, je nachdem an welchen Schritt des analogen Workflows angeknüpft wird. Es gibt zunächst das direkte Verfahren, bei dem der präparierte Zahnstumpf direkt vom Intraoralscanner (IOS) erfasst wird. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, die analoge Abformung digital zu scannen, was einen indirekten Ansatz darstellt (s. Kapitel 3.1.3). 3.2.1 Digitaler Workflow zur Herstellung einer Einzelzahnkrone Der digitale Workflow beginnt mit der Präparation des Zahnes. Die intraorale Situation wird anschließend mit Hilfe eines IOS in einen digitalen Datensatz umgewandelt.109, 133 Nun liegt ein Rohdatensatz in Form einer Punktewolke vor. Jeder Punkt stellt dabei eine Raumkoordinate dar.133 Zunächst muss kontrolliert werden, ob der Datensatz vollständig ist. Ist er es nicht, kann der fehlende Bereich nachgescannt werden. Dies bietet einen Vorteil gegenüber der analogen Abformung, welche bei einer Fehlstelle komplett verworfen werden muss. Der Datensatz muss nun nachbearbeitet werden und in eine Form gebracht werden, die den Datenaustausch mit anderen Geräten erlaubt. Um eine Vereinheitlichung der Datensätze zu erreichen, hat sich als Datenformat Standard Tessellation Language (STL) durchgesetzt.119 Bei diesem Datenformat wird die darzustellende Oberfläche durch kleine Dreiecke verkörpert. Anschließend kann mit Hilfe dieses Datensatzes Zahnersatz konstruiert werden, was in einer CAD-Software erfolgt. Der Zahnersatz kann danach, sofern die Zahnarztpraxis über die entsprechenden Geräte verfügt, direkt in der Zahnarztpraxis hergestellt werden, also „chairside“. Die CAM- Software berechnet nun die Daten, die für den Fräsvorgang nötig sind. Bei der Herstellung des Zahnersatzes kann zwischen subtraktiver und additiver Fertigung unterschieden werden. Bei der subtraktiven Fertigung wird aus Rohlingen der gewünschte Zahnersatz Literaturübersicht 15 herausgefräst. Hierfür gibt es eine Vielzahl von Materialien zur Auswahl, so dass der digitale Herstellungsweg dem analogen in fast nichts nachsteht. Bei der additiven Fertigung können zum Beispiel 3D-Druck-Verfahren zum Einsatz kommen. Ein Vorteil, der durch das Chairside-Verfahren deutlich wird, ist, dass der Patient in nur einer Sitzung mit Zahnersatz versorgt werden kann.119, 133 Die Herstellung von Zahnersatz kann auch „labside“ im Zahntechniklabor oder im industriellen Fräszentrum erfolgen. Dazu werden die Daten des IOS digital an das Zahntechniklabor übermittelt. Die Fertigung kann ebenfalls subtraktiv oder additiv erfolgen. Zusätzlich kann bei Bedarf der Zahnersatz auch nach der maschinellen Fertigung noch manuell verblendet werden.15 Der Zahnarzt erhält anschließend den fertigen Zahnersatz zur Eingliederung in den Patientenmund. Bei der „labside“ Fertigung von Zahnersatz ist eine Eingliederung des Zahnersatzes in derselben Behandlungssitzung nicht möglich.12 Der digitale Workflow zur Herstellung einer Einzelzahnkrone wird in Abb. 3.3 dargestellt. Abb. 3.3: Digitaler Workflow.12 . • Präparation . • Digitale Abformung . • CAD/CAM-Herstellung . • Ggf. Verblendung der Restauration . • Einsetzen Literaturübersicht 16 3.2.2 Primescan AC In der vorliegenden Studie wurde der IOS Primescan AC (Version 5.2, Dentsply Sirona, Bensheim, Deutschland) verwendet. Aus diesem Grund wird in dieser Studie nur der Primescan AC IOS näher erläutert. Dieser IOS ist seit 2019 auf dem Dentalmarkt erhältlich. Der IOS verwendet ein neues Aufnahmeprinzip, die optische Hochfrequenz- Kontrastanalyse. Laut Herstellerangaben ist es möglich, bis zu eine Millionen 3D Bildpunkte pro Sekunde zu erfassen. Außerdem ist es möglich, auch tiefere Bereiche (bis zu 20 mm) zu scannen. Dies ist vor allem für subgingival gelegene Präparationsgrenzen interessant. Die Software sorgt dafür, dass überflüssige Datensätze, wie zum Beispiel Wange oder Zunge, direkt beim Scannen ausgeschnitten werden. Die optische Hochfrequenz-Kontrastanalyse ist eine Kombination aus zwei Verfahren, der Streifenlichtprojektion und der konfokalen Mikroskopie. Der Primescan AC IOS wies in einer Studie, verglichen mit fünf weiteren IOS, die höchste Genauigkeit auf.35 Dies belegen auch diverse andere Studien.23, 48 147 Für den Primescan AC gibt es verschiedene Scanspitzen. Es gibt zum einen eine Einweg- Scanspitze aus Kunststoff (EI). Außerdem ist eine autoklavierbare Mehrweg-Scanspitze aus Edelstahl (AU) verfügbar. Des Weiteren gibt es eine wischdesinfizierbare Mehrweg- Scanspitze, ebenfalls aus Edelstahl (WI). Die Genauigkeit der Scanergebnisse ist unabhängig von der verwendeten Scanspitze.93 3.2.3 Bewertung der digitalen Abformung Die digitale Abformung bietet zweifellos einige Vorteile. Die Qualität des gefertigten Zahnersatzes ist gut vergleichbar und reproduzierbar durch die digitale Herstellung.79 Außerdem ist die Herstellungszeit im Vergleich zu analog gefertigtem Zahnersatz deutlich verkürzt.85 Dadurch ist digital gefertigter Zahnersatz oft auch günstiger als analog gefertigter. Der Patient muss, wenn der Zahnersatz „chairside“ angefertigt wird, nur einmal anreisen, was im Hinblick auf den PCF ebenfalls von Vorteil ist. Eine Studie aus England identifizierte die An- und Abreise der Patienten als den größten Kohlenstoffdioxidemittenten, welcher bei einer zahnmedizinischen Behandlung anfällt.49 Eine wesentliche Stärke der digitalen Abformung besteht darin, dass bei Bedarf ein fehlerhaft aufgenommener Bereich selektiv nachgescannt werden kann. Ein weiterer Vorteil ist die Unabhängigkeit von Zahntechniklaboren. Die Genauigkeit der digitalen Literaturübersicht 17 Abformung steht derjenigen der analogen Abformung in nichts nach.3 In einigen Studien zeigte die digitale Abformung bereits eine höhere Genauigkeit als die analoge Abformung.13, 59 Ein Nachteil der digitalen Abformung sind die hohen Anschaffungskosten eines IOS.151 Der digitale Workflow stellt außerdem hohe Ansprüche an das technische Wissen des Behandlers. Beim Auftreten von Fehlern im digitalen Workflow sind die technischen Ursachen für einen unerfahrenen Behandler schwieriger zu identifizieren als beim analogen Workflow.133 Die digitale Abformung basiert auf optischen Systemen. Somit können nur einsehbare Bereiche erfasst werden. Supra- und equigingivale Präparationsgrenzen stellen somit kein Problem dar. Bei adäquater Retraktion ist eine subgingivale Präparationsgrenze per se keine Kontraindikation für eine digitale Abformung. Eine mögliche Fehlerquelle ist die mangelhafte Trockenlegung des abzuformenden Bereichs. Die Trockenlegung und Retraktion sind bei der digitalen Abformung ebenso wichtig wie bei der analogen Abformung. Die häufigsten Fehlerquellen bei der digitalen Abformung sind unter anderem die unsachgemäße Platzierung des IOS in der Mundhöhle und unzureichende Daten.76 Fällt Letzteres nicht frühzeitig auf, kann es zu Folgefehlern kommen. Wenn Beispielsweise die Präparationsgrenze oder der Gegenkiefer nicht richtig dargestellt sind, passt im schlimmsten Fall die hergestellte Restauration nicht und muss neu angefertigt werden. Des Weiteren ist die Kalibrierung des IOS wichtig und kann die Genauigkeit des Scans deutlich verbessern. Bei fehlender Kalibrierung können Ungenauigkeiten die Folge sein.111 In diversen Studien wurde der Patientenkomfort der digitalen Abformung untersucht. Die Patienten präferierten in insgesamt elf klinischen Studien die digitale Abformung.128 Literaturübersicht 18 3.2.4 Relevanz der digitalen Abformung Zunächst ist von Interesse, in welchem Ausmaß die digitale Abformung bereits in Zahnarztpraxen implementiert wurde. Mit steigender Verbreitung dieser Alternative zur analogen Abformung wächst auch die Dringlichkeit der Frage, welches der beiden Verfahren den kleineren PCF hat. Zum Stand der Digitalisierung in Zahnarztpraxen wurde 2025 eine Studie durchgeführt. 31 % der Befragten gaben an, einen IOS in ihrer Zahnarztpraxis zu verwenden. Es wurde auch abgefragt, wie verschiedene Behandlungen durchgeführt werden. Im Fall der Präzisionsabformung gaben 65 % der Befragten an, die Präzisionsabformung analog durchzuführen. Ca. 5 % führten die Präzisionsabformung ausschließlich digital durch und 2 % führten die Präzisionsabformung analog und digital durch. Bei der Situationsabformung gaben 73 % der Befragten an, die Situationsabformung analog durchzuführen. Ca. 3 % führten die Situationsabformung ausschließlich digital durch. Zur Frage, ob die Praxen eine weitere Digitalisierung planen, gaben 20 % der Befragten an, dies innerhalb des nächsten Jahres, 37 % innerhalb der nächsten fünf Jahre und 6 % innerhalb der nächsten zehn Jahre umsetzen zu wollen. Somit lässt sich sagen, dass die Digitalisierung bereits in viele Zahnarztpraxen Einzug gehalten hat. Der digitale Workflow stellt jedoch noch kein Standardprozedere dar. Es ist jedoch der Trend hin zum digitalen Wandel erkennbar.117 Literaturübersicht 19 3.3 Nachhaltigkeit in der Zahnmedizin Nachhaltigkeit in der Zahnmedizin umfasst nicht nur die Reduktion des ökologischen Fußabdrucks von Zahnarztpraxen, sondern auch eine ressourcenschonende und langfristige Versorgung der Patienten. Ein zentrales Ziel dabei, ist die Minimierung des Materialverbrauchs sowie die Reduktion des Abfallaufkommens, was zudem zu Kostensenkungen führen kann. Ferner spielt die Energieeffizienz eine zentrale Rolle, da durch den Einsatz energieeffizienter Geräte und Technologien im Betrieb von Zahnarztpraxen und Zahntechniklaboren eine Optimierung des Ressourcenverbrauchs und der Betriebskosten erreicht werden kann. Ein weiterer wichtiger Aspekt der Nachhaltigkeit betrifft die Langlebigkeit der eingesetzten Materialien. Die Nutzung von langlebigen Lösungen, welche die Lebensdauer von Zahnersatz verlängern, kann die Notwendigkeit wiederholter Behandlungen und Eingriffe reduzieren. Darüber hinaus ist die Vermeidung schädlicher Stoffe von Bedeutung. Der Verzicht auf toxische Chemikalien und Materialien trägt sowohl zur Verringerung gesundheitlicher als auch ökologischer Risiken bei und fördert eine nachhaltigere Zahnmedizin. Literaturübersicht 20 Um alle nachfolgenden Werte zum Thema PCF besser einordnen zu können, befinden sich in der Tab. 3.2 Vergleichswerte zu alltäglichen Geschehen. Der PCF wird in der überwiegenden Mehrheit der Studien und auch in dieser Studie in der Einheit [kgCO2eq] angegeben. Tab. 3.2: Einordnung PCF im Alltag. Vorgang Stromverbrauch [kWh] PCF [kgCO2eq] Autofahrt, Verbrauch 6,6l/100km, Benzin, 11 km70 - 2,1 Erzeugung einer Kilowattstunde Strom 2021 in Deutschland134 - 0,48 20 min Föhnen (1500 Watt) 0,25 0,24 1 Jahr lang täglich Handy aufladen 3 1,44 Zwei Stunden Video Streamen 0,22 0,212 1 Liter Wasser zum Kochen bringen 0,1 0,048 Literaturübersicht 21 Zu Beginn ist eine gründliche Analyse der gegenwärtigen Situation erforderlich. Die Erhebung des Status quo ist von entscheidender Bedeutung, um potenzielle Ansatzpunkte für Optimierungen zu identifizieren. Der Gesundheitssektor stellt insbesondere in Indus- trieländern eine erhebliche Quelle für CO2-Emissionen dar. Laut zahlreicher Studien entfallen etwa 5-10 % der gesamten jährlichen CO2-Emissionen in den Industrieländern auf den Gesundheitssektors.44, 45, 73, 104, 130 Bisher kann aber noch keine Aussage getroffen werden, welchen ökologischen Fußabdruck die Zahnmedizin als Ganzes hat. Eine Studie aus England beispielsweise identifizierte die Anreise der Patienten als den größten Faktor für CO2-Emissionen im Zusammenhang mit einer zahnmedizinischen Behandlung. Mit 31,1 % liegt der Anteil bei beinahe einem Drittel des Gesamtausstoßes an CO2. 49 Eine andere Studie kommt zu dem Ergebnis, dass der Anteil der Patientenanreise an einer zahnmedizinischen Behandlung bei 45,1 % liegt.40 Eine Reduktion der Behandlungssitzungen kann also bereits eine große CO2-Einsparung bedeuten. Zahnärztliche Behandlungen können oft schon weit im Vorfeld durch Prävention verhindert werden. Wenn eine Krone oder Füllung gar nicht erst (neu) angefertigt werden muss, stellt dies sicherlich die umweltfreundlichste Option dar.16 Ein weiteres Beispiel ist die Verwendung von elektrischen Zahnbürsten oder das Auftragen von Fluoridlacken. Beides hat im ersten Moment einen größeren PCF als die Alternativen (Handzahnbürste bzw. kein Auftragen von Fluoridlack). Auf lange Sicht können diese Maßnahmen jedoch eine zahnmedizinische Behandlung verhindern und sparen so Kohlenstoffdioxid ein.87, 89 Ist die Notwendigkeit einer zahnmedizinischen Behandlung doch irgendwann gegeben, gibt es auch hier Möglichkeiten, CO2 einzusparen. Beispielsweise können durch eine gut durchdachte Behandlungsplanung unnötige Zahnarztbesuche verhindert werden.52 Eine weitere Möglichkeit ist die Digitalisierung. Ein Beispiel ist die Chairside- Herstellung von Zahnersatz, die es ermöglicht, den Patienten in nur einer Behandlungssitzung mit definitivem Zahnersatz zu versorgen. Jede eingesparte Sitzung bedeutet eine Reduktion der Anreisewege von Patienten. Dies führt dazu, dass weniger CO2 ausgestoßen wird. Im Fall der Chairside-Herstellung von Zahnersatz fällt zusätzlich der Transportweg ins Zahntechniklabor weg, sofern dieses außerhalb der Zahnarztpraxis liegt. Laut der Deutschen Gesellschaft für Praxislabore schicken 68 % der Zahnarztpraxen ihre Arbeiten in ein externes Zahntechniklabor.107 Literaturübersicht 22 Es existieren grundlegende Prinzipien der Nachhaltigkeit, die für alle Sektoren von Bedeutung sind. Ein energieeffizient gedämmtes Gebäude ist beispielsweise umweltfreundlicher als ein altes, schlecht isoliertes Gebäude. Dies gilt natürlich auch für Zahnarztpraxen und Kliniken. Das Anbringen von Solarpaneelen oder Windturbinen ist eine weitere Strategie zu mehr Nachhaltigkeit, die für viele Bereiche funktioniert. Sie kann auch im medizinischen Kontext eingesetzt werden.37, 89 39 Auch das persönliche Verhalten, welches im Privaten vielleicht schon selbstverständlich ist, kann auf die berufliche Umgebung übertragen werden. So kann die Verschwendung von Ressourcen wie Energie, Materialien oder Wasser vermieden werden.57 Ein weiteres zentrales Thema der Nachhaltigkeitsüberlegungen in der Zahnmedizin ist die Menge an Abfall, die bei jeder Behandlung anfällt. Gegenstände, die in Kontakt mit Patienten kommen, sind hinterher kontaminiert und müssen gereinigt oder entsorgt werden. Noch gibt es viele Einwegprodukte, die aber eventuell auch durch Mehrwegprodukte ersetzt werden können. Einerseits, um Kohlenstoffdioxid einzusparen, andererseits auch, weil die Qualität von Einwegprodukten häufig geringer ist als die von Mehrwegprodukten. Auch der Patient profitiert von der Verwendung hochwertiger Produkte. Eine Studie untersuchte die Umweltfreundlichkeit von wiederverwendbaren Bohrern im Vergleich zu Einweg-Bohrern. Die Mehrweg-Bohrer waren bis zu 40 % umweltfreundlicher als die Einweg-Bohrer.78, 89 Es gibt zahllose weitere Beispiele, welche Einweg-Produkte durch Mehrweg-Alternativen ersetzt werden können. So zum Beispiel Handtücher, Lätzchen, Becher, Einwegschürzen und vieles mehr.54, 96 Ein weiterer wesentlicher Faktor neben Einwegprodukten ist das Thema Verpackungen. Grade im chirurgischen Bereich sind viele Instrumente steril verpackt. 33 % des Mülls bei zahnmedizinischen Operationen sind Verpackungen. Mehrweg-Verpackungen oder eine Reduktion der Verpackungen können helfen, den Müll zu reduzieren.9, 95, 96 Darüber hinaus konzentrieren sich andere Ansätze auf die Papierreduktion. Der Einsatz digitaler Technologie für Patientenakten, elektronische Erinnerungen und die Verwendung von Tablets zur Erfassung klinischer Beurteilungen von Patienten (insbesondere Formulare wie die Anamnese) können helfen den Papierverbrauch zu senken. Der Papierverbrauch kann auch durch intelligenteres und kostengünstigeres Drucken (doppelseitiges, dünneres Papier, geeignete Schriftart) reduziert werden.38, 54, 96 Literaturübersicht 23 Ein weiterer einfach umzusetzender Aspekt ist die Mülltrennung. Eine effektive Abfalltrennung ermöglicht es, viele Materialien zu recyceln. Durch die Reduzierung des verbrannten Mülls wird die Umwelt entlastet. Besonders Papier und Pappe, die in Zahnarztpraxen häufig anfallen, lassen sich gut trennen und somit recyceln.113 Die Voraussetzung für das Recycling von Materialien ist stets, dass diese nicht mit Körperflüssigkeiten kontaminiert sind. Eine weitere Studie untersuchte die Abfallkreisläufe im medizinischen Sektor. Dabei wurde zwischen kommunalem und infiziertem Abfall unterschieden. Hinsichtlich der quantitativen Verteilung könnte dem biomedizinischen Abfall ein Anteil von 95 % zugeordnet werden. Auch besonders gefährliche oder giftige Abfälle wurden identifiziert. So weist die Studie vor allem auf Amalgam und dem darin enthaltenen Quecksilber, Röntgenabfällen, Biozid-aktive Reinigungsstoffe sowie Gipsabfällen aus der analogen Abformung hin. Biozid-aktive Substanzen bzw. Sterilisationsmittel könnten die Entstehung von multiresistenten Keimen begünstigen und bakterielle Zersetzungsprozesse in Kläranlagen stören. Das Abformmaterial Polyvinylsiloxan bewertet die Studie aufgrund der langen Zersetzungszeit von bis zu 20 Jahren als kritisch. Außerdem wird für Polyvinylsiloxan ein EU-weites jährliches Gesamtmüllaufkommen von über einer Millionen Kilogramm und für Alginat 1,7 Millionen Liter genannt.5 Die Rückgewinnung und das Recycling von Dentalgips sind theoretisch möglich.6 Es ist allerdings fraglich ob das Recycling potentiell kontaminierter Materialien wie Dentalgips sich mit den Entsorgungsrichtlinien im medizinischen Bereich vereinbaren lässt. Bei medizinischen Geräten kommt es irgendwann vor, dass ein einzelnes Teil defekt ist und ersetzt werden muss. In der Vergangenheit traten häufig Probleme mit den Herstellern auf, da Ersatzteile nicht verfügbar waren, was dazu führte, dass das gesamte Gerät entsorgt werden musste. Seit 2024 gibt es eine neue Richtlinie seitens des Europäischen Parlaments, welche das „Recht auf Reparierbarkeit“ festlegt. Dies kann in Zukunft zur Ressourcenschonung beitragen.105 Borglin et al.14 untersuchten eine Vorsorgeuntersuchung in einer hypothetischen Zahnarztpraxis. Seife und Reinigungsmittel wurden als Hauptverursacher von umweltschädlichen Einflüssen genannt. Auch Einwegschürzen und Edelstahlinstrumente haben einen hohen Anteil an den Gesamtauswirkungen. Allerdings ist zu erwähnen, dass die Studie mit 500 Nutzungszyklen für Edelstahlinstrumente und nur 50 Zyklen für Literaturübersicht 24 Arbeitskleidung eine sehr pessimistische Berechnungsgrundlage wählte. Im Bereich der Treibhausgas-Emissionen entfällt ein besonders hoher Anteil von 60 % auf den Reiseaufwand der Patienten und Angestellten. Das Gesamtergebnis wird in diesem Bereich mit 0,73 kgCO2eq angegeben.14 Eine weitere Studie beschäftigte sich mit der Wurzelkanalbehandlung. Duane et al.36 kommen zu einer Gesamtbelastung von 4,9 kgCO2eq und identifizieren auch hier Reiniger, Einwegschürzen und Edelstahlinstrumente als die primären Einflussfaktoren. Für diese Studie werden An- und Abreisevorgänge allerdings nicht berücksichtigt.36 Rawan Hussein Abed 2 untersuchte in seiner Dissertation unter anderem acht verschiedene Interdentalprodukte, darunter Nylon-Zahnseide, Bambus-Zahnseide, Floss Picks und Sponge Floss sowie Interdentalbürsten aus Plastik oder Bambus mit verschiedenen Nutzungsparametern. Er kommt zu dem Ergebnis, dass Bambusbürsten oder Bürsten mit austauschbarem Kopf am nachhaltigsten sind. Dabei werden zahlreiche Wirkungskategorien betrachtet. Um einen Eindruck von der Größenordnung zu bekommen, genügt jedoch ein Blick auf die Treibhausgas-Emissionen. Konkret errechnet er einen Wert von 1,31 kgCO2eq für die tägliche Reinigung mit Bambusbürsten über fünf Jahre hinweg und 11,42 kgCO2eq für Floss picks, die vergleichsweise schwache Ergebnisse erzielten.2 Eine weitere Studie konzentrierte sich auf die Ökobilanzierung von Alginat. Dabei wurden allerdings lediglich die für die Herstellung nötigen Materialien berücksichtigt, nicht aber der Transport der Algen vom Sammelort zur Fabrik. Eine Aufstellung der Materialien findet sich in Tab. 3.3.106 Literaturübersicht 25 Tab. 3.3 : Alginat Bilanz.106 In einer Studie von 2022 wurde der ökologische Fußabdruck von Einweg- und Mehrwegtüchern für die Dekontamination klinischer Oberflächen untersucht. Im Rahmen der Studie erfolgte zunächst eine Analyse der geltenden Richtlinien zur Oberflächendekontamination im Gesundheitswesen. Anschließend wurde eine Ökobilanz durchgeführt, um die Auswirkungen von wiederverwendbaren Baumwoll- und Mikrofasertüchern im Vergleich zu herkömmlichen Einwegtüchern mit drei kompatiblen Desinfektionsmitteln zu vergleichen. Sieben Länder wurden in die Prüfung der Politik einbezogen. Für die Lebenszyklusanalyse wurden Input- und Output-Ströme sowie Prozesse über den gesamten Lebenszyklus hinweg berücksichtigt, wobei die Ecoinvent 3.10 Datenbank und die Software Open LCIA verwendet wurden. Es wurden 16 von der EU empfohlene Kategorien für Umweltauswirkungen und acht Kategorien für die menschliche Gesundheit berücksichtigt. Das Desinfektionsmittel mit der größten Umweltbelastung war Isopropylalkohol. Die umweltverträglichste Option für die Dekontamination klinischer Oberflächen war das Mikrofasertuch, wenn es mit einer Ammoniumverbindung verwendet wurde. Die am wenigsten umweltverträgliche Option war Baumwolle mit Isopropylalkohol.88 Pro kg Natriumalginat, nach dem Alginsäureverfahren Input-Ströme Algen kg 6,993 Fräsen/Zerkleinern: Strom, Mittelspannung kWh 0,347 Heizung: Strom, Mittelspannung kWh 7,416 Leitungswasser l 172,308 Soda, pulverförmig g 323,78 Salzsäure, 30% in Wasser g 50,99 Ethanol aus Ethylen g 331,05 Output-Ströme Behandlung, Abwasser l 171,126 Literaturübersicht 26 In einer Studie von Smith et al.129 wurden drei verschiedene Materialien für direkte Restaurationen untersucht. Eine Lebenszyklusanalyse wurde durchgeführt, um die Umwelteinflüsse der verschiedenen Materialien zu erfassen. Dabei wies Amalgam den höchsten PCF auf. Amalgam enthält einen Anteil Silber, dessen hoher PCF maßgeblich zu diesem Ergebnis beiträgt.129 Eine weitere Lebenszyklusanalyse im zahnmedizinischen Bereich von Bortoli et al.83 untersuchte verschiedene Materialien zur Herstellung von Implantaten. Hierbei stellte sich Keramik als umweltfreundlicher als Metall heraus.83 Duane et al.41 untersuchten in einer Produkt-Lebenszyklusanalyse den Umwelteinfluss von Handhygiene in Form von Desinfektionsmitteln oder klassischem Waschen der Hände. Die beiden Verfahren wurden über ein Jahr hinweg betrachtet. Die Desinfektion der Hände hatte insgesamt einen geringeren Umwelteinfluss. Es wurden auch verschiedene Desinfektionsmittel untersucht, wobei das Desinfektionsmittel auf Isopropanolbasis das umweltfreundlichste war.41 Zu beachten ist, dass im Sinne des Arbeitsschutzes die Händedesinfektion hautschonender ist, als das Händewaschen nach jeder Behandlung. In einer weiteren Lebenszyklusanalyse wurden Basis-Behandlungssets untersucht. Es wurde ein wiederverwendbares Edelstahlset, bestehend aus Spiegel, Sonde und Pinzette, mit einem Einweg-Set verglichen. Die beiden Produkte wurden in 16 Kategorien und acht Gesundheitskriterien miteinander verglichen. Das Einweg-Set verbrauchte dabei 300 % mehr Kohlenstoffdioxid als die wiederverwendbare Version.22 Auch in anderen Bereichen der Medizin gibt es bereits Studien zur Nachhaltigkeit. Die Anästhesiologie ist aufgrund der verwendeten volatilen Anästhetika ein erheblicher Emittent von Treibhausgasen. Dies sind Treibhausgase, welche teilweise eine erheblich stärkere Treibhauswirkung als Kohlenstoffdioxid haben. Desfluran hat ein 2.540 höheres, Sevofluran ein 130 höheres Treibhauspotenzial als CO2. 118 Lachgas übersteigt die Treibhauswirkung von Kohlenstoffdioxid um das 298fache.18 Lachgas wird auch in der Zahnmedizin zur Angstlinderung und Analgesie verwendet.75 In einigen Kliniken wird bereits auf Grundlage dieser Studien insbesondere auf die Verwendung von Desfluran verzichtet.118 Literaturübersicht 27 3.3.1 Lebenszyklusanalysen und PCF-Untersuchungen Im vorherigen Abschnitt wurden bereits einige Beispielstudien genannt, welche sich mit dem PCF von Produkten oder Prozessen im Gesundheitswesen beschäftigten. Die Methode, um eine PCF-Berechnung durchzuführen, ist in der Literatur in verschiedenen Protokollen beschrieben. Die allgemeinste Methode ist die Lebenszyklusanalyse. Diese ist in den Normen DIN EN ISO 14040 und DIN EN ISO 14044 definiert.42, 43 Eine Lebenszyklusanalyse kann verschiedene Wirkungskategorien untersuchen. Eine Übersicht über verschiedene Wirkungskategorien findet sich in der Tab. 3.4. Das Ziel einer Lebenszyklusanalyse ist es, die Umwelteinflüsse, die durch ein Produkt oder einen Prozess ausgelöst werden, zu ermitteln.42, 43, 71 Tab. 3.4: Wirkungskategorien Lebenszyklusanalysen.71 Wirkungskategorie Schutzgüter Treibhauseffekt Menschliche Gesundheit Versauerung von Böden Eutrophierung von Gewässern Qualität von Ökosystemen Abbau der Ozonschicht Sommersmog Ressourcen Ökotoxizität Humantoxizität Eine Unterform der Lebenszyklusanalyse ist die PCF-Berechnung. Der PCF beschreibt die Menge aller Kohlenstoffdioxid-Emissionen, die im Laufe eines Produktlebens entstehen. Es kann auch ein bestimmtes Verfahren oder eine Dienstleistung betrachtet werden. Der PCF wird bestimmt, um die Klimawirksamkeit von Produkten und Verfahren zu bewerten. Die Wirkungskategorie hierbei ist der Treibhauseffekt. Diese hat vor allem wegen der politischen Relevanz in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Zur Bilanzierung eines PCF gibt es verschiedene Protokolle. In den verschiedenen Protokollen werden Vorgaben zum methodischen Vorgehen definiert. In Detailfragen unterscheiden sich die verschiedenen Protokolle jedoch. Im Folgenden sollen die wichtigsten Methoden zur Kohlenstoffdioxid-Bilanzierung erläutert werden.71 Literaturübersicht 28 In Deutschland gibt es das „Memorandum Carbon Footprint“.19 Dieses fordert zum Beispiel die Erfassung direkter und indirekter Landnutzungsänderung in einem PCF. Eine direkte Landnutzungsänderung liegt vor, wenn auf einer Fläche, die vormals Wald war, nun Lebensmittel angebaut werden. Die dadurch entfernten Pflanzen geben das in Ihnen gespeicherte Kohlenstoffdioxid wieder in die Atmosphäre ab. Der Prozess funktioniert jedoch auch umgekehrt. Von indirekter Landnutzungsänderung spricht man, wenn auf einer Fläche, die vorher zum Anbau von Lebensmitteln genutzt wurde, nun Pflanzen mit anderem Nutzungszweck wie Ölpalmen oder Baumwolle angebaut werden. Denn dadurch muss nun eine andere Fläche zum Anbau von Lebensmitteln umgenutzt werden.19 Die Norm DIN EN ISO 14064-1 ist vor allem im deutschsprachigen Raum üblich und wird bei der Bilanzierung des PCF von Unternehmen häufig verwendet. Durch oxygene Photosynthese können Pflanzen mit Hilfe von Wasser Kohlenstoffdioxid in gebundenen Kohlenstoff umwandeln. Sie fungieren also gewissermaßen als Kohlenstoffdioxid- Speicher. Die Frage, inwiefern ein bestimmtes Produkt Kohlenstoffdioxid speichert, hat Auswirkungen auf dessen PCF. Das gebundene Kohlenstoffdioxid wird erstmal der Atmosphäre entzogen, jedoch später auch wieder freigesetzt. Wann das Kohlenstoffdioxid genau freigesetzt wird, ist allerdings meist nicht abschätzbar. Die Norm DIN EN ISO 14064-1 schlägt vor, dieses gespeicherte (biogene) Kohlenstoffdioxid separat zu bilanzieren und nicht mit dem PCF zu verrechnen. Andere Protokolle haben eine andere Herangehensweise und betrachten das biogene Kohlenstoffdioxid nicht getrennt vom sonstigen im Prozess vorkommenden Kohlenstoffdioxid. Des Weiteren sieht die Norm DIN EN ISO 14064-1 die Erfassung direkter Landnutzungsänderungen vor, sofern diese für die Ergebnisse signifikant waren. Dabei richtet sich die Norm nach den Vorgaben des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).137 Das IPCC wurde 1988 als internationale Institution gegründet. Das Ziel dieser Einrichtung ist es wissenschaftlich validierte Informationen für politische Entscheidungsträger zusammenzutragen. Seitens des IPCC wurde 2006 erstmals eine international anerkannte Guideline zur Berechnung von Treibhausgasbilanzen verfasst. 2019 wurde die Methodik noch einmal angepasst.1 Literaturübersicht 29 Die Norm DIN EN ISO 14067 befasst sich mit dem PCF von Produkten. Dabei wird ausschließlich die Wirkungskategorie „Klimawandel“ untersucht. Es wird also nur nach dem PCF geschaut. Die Norm inkludiert nicht die Verrechnung von CO2, wenn beispielsweise durch das untersuchte Produkt CO2 eingespart werden kann.136 Die „Publicly Available Specification 2050“ wurde durch die British Standards Institution (BSI) festgelegt. Bei der Diskussion um die Erfassung der Landnutzungsänderung sieht dieses Protokoll lediglich eine Erfassung der direkten Landnutzungsänderung vor. Weiterhin ist die Berechnung des Stroms aus erneuerbaren Energien im PCF ein Spannungsfeld in den verschiedenen Protokollen. Die „Publicly Available Specification 2050“ sieht vor, den Strom aus erneuerbaren Energien ausschließlich dann mit einzubeziehen, wenn eine Dopplung der Erfassung durch den landesspezifischen Strommix ausgeschlossen werden kann. Aus dem Stromnetz hinzugekaufter Strom kann somit nie als Strom aus erneuerbaren Energien berechnet werden. Die Norm DIN EN ISO 14064-1 hat einen ähnlichen Berechnungsansatz.65 Der Corporate Standard des „Greenhouse Gas Protocols“ (GHG-Protokoll) definiert Leitlinien für Unternehmen und andere Organisationen, die einen PCF auf Unternehmensebene erstellen wollen. Das Protokoll wurde durch das World Resources Institute und das World Business Council for Sustainable Development verfasst. In Bezug auf die Frage, inwiefern Strom aus erneuerbaren Energien in die Berechnungen mit einbezogen werden sollte, empfiehlt das GHG-Protokoll die spezifischen Treibhausgasemissionen des Stromanbieters für die Bilanzierung zu verwenden.140 Zusätzlich gibt es Indikatoren zur Bewertung von PCFs wie beispielsweise den Global Warming Potentials 100 (GWP 100). Neben Kohlenstoffdioxid gibt es, noch einige weitere Treibhausgase wie Methan, Lachgas, fluorierte Treibhausgase, perfluorierte Kohlenwasserstoffe und Schwefelhexafluorid. Seit 2015 wird auch Stickstofftrifluorid dazugerechnet. Die klimaschädliche Wirkung dieser Gase zu vergleichen ist schwierig, da sie unterschiedlich lange in der Atmosphäre verweilen. Auch die Wirkung in der Atmosphäre ist unterschiedlich. Um die verschiedenen Treibhausgase vergleichbar zu machen, gibt es das Konzept der GWPs. Dabei wird die Klimawirkung eines bestimmten Gases für einen bestimmten Zeitraum auf Kohlenstoffdioxid bezogen. Dieser Zeitraum beträgt in den meisten Berechnungen 100 Jahre.18 Literaturübersicht 30 3.3.2 Lebenszyklusanalyse Die Zusammenfassung einer komplexen Umwelt in eine einzige Analyse gestaltet sich oft als schwierig. Viele Faktoren müssen berücksichtigt werden, um ein möglichst präzises und realistisches Ergebnis zu erzielen. Es gibt verschiedene Methoden, die Umwelt zu bewerten. Eine davon ist die Lebenszyklusanalyse. Diese kann mit Schwerpunkt auf Treibhausgasemissionen durchgeführt werden, welche Anwendung in der vorliegenden Studie findet. Die Lebenszyklusanalyse mit Schwerpunkt auf Treibhausgasemissionen wird auch als Carbon-Footprint-Ökoanalyse bezeichnet. Die Lebenszyklusanalyse ist international in den Normen DIN EN ISO 14044 und DIN EN ISO 14040 festgelegt und somit standardisiert. Das Ziel einer Lebenszyklusanalyse ist es, die Umwelteinflüsse, die durch ein Produkt oder einen Prozess ausgelöst werden, zu ermitteln.42, 43, 71 Schritte einer Lebenszyklusanalyse Die Analyse eines Lebenszyklus umfasst verschiedene Schritte. Sie wird aufgeteilt in • Festlegung des Ziels und des Untersuchungsrahmens • Sachbilanz • Wirkungsabschätzung • Auswertung.42, 43, 71, 98 Die Abb. 3.3 zeigt eine schematische Übersicht. Literaturübersicht 31 Abb. 3.3: Schritte einer Ökobilanz.71 Zieldefinition Bei einer Umweltbewertung müssen zu Beginn die Ziele der Untersuchung und das betrachtete Objekt festgelegt werden. Auch den Rahmen der Analyse gilt es zu bestimmen. Das Ziel einer Umweltbewertung kann eine umfassende Bewertung aller Umwelteinflüsse des Untersuchungsobjekts sein. In diesem Fall werden zwei Produkte oder Prozesse bezüglich ihres PCF miteinander verglichen. Die zu vergleichende Produkte oder Prozesse müssen in ihrem Nutzen und in ihrer Anwendung identisch sein. Um das zu gewährleisten, wird zu Beginn eine funktionelle Einheit festgelegt, diese beschreibt einen festgelegten Nutzen.71 Sachbilanz In der Sachbilanz werden alle In- und Outputs für den zu untersuchenden Prozess bestimmt. Relevant sind alle Materialien, sowohl Mehrweg- als auch Einwegprodukte. Auch die Verpackungen der Materialien sowie deren Lieferwege müssen berücksichtigt werden. Die Entsorgung der Abfälle nach Abschluss des Prozesses wurde ebenfalls in die Gesamtbetrachtung des Verfahrens einbezogen. Des Weiteren spielen die Strom- und Wasserverbräuche der verwendeten Maschinen eine Rolle. Es ergibt sich dadurch ein recht komplexes Systemflussbild.71 Literaturübersicht 32 Wirkungsabschätzung Bei der Wirkungsabschätzung wird auf Grundlage der Sachbilanz ermittelt, welche Umweltauswirkungen der untersuchte Prozess haben kann. Bei der Wirkungsabschätzung muss vorher eine Wirkungskategorie festgelegt werden. Die Wirkungsabschätzung muss also schon ganz zu Beginn der Ökoanalyse bedacht werden. Mögliche Wirkungskategorien sind beispielsweise Klimaänderungen, anthropogener Treibhauseffekt, Versauerung von Ökosystemen und mehr.71 Auswertung Die letzte Phase einer Ökobilanzierung beschäftigt sich mit der Auswertung der Ergebnisse. Es werden relevante Faktoren mit besonders hohem Impact bestimmt. Daraus lassen sich dann Schlussfolgerungen ziehen und Handlungsempfehlungen ableiten.71 Es gilt zu beachten, dass nach einer ersten Auswertung unbedingt Rückschlüsse zu den vorangegangenen Schritten zu ziehen sind. So sollten besonders Positionen mit hohem Anteil am Gesamtergebnis mit höherem Detailgrad betrachtet werden. Das kann bedeuten, dass In- und Outputs in ihrer Zusammensetzung weiter aufgeteilt werden sollten, oder aber, dass Unsicherheiten hinsichtlich der Mengen durch noch mehr Versuche verringert werden. 3.3.3 Abfallmanagement im Gesundheitswesen Die Entsorgung medizinischer Abfälle ist über verschiedene Richtlinien geregelt, zum Beispiel das Infektionsschutzgesetz, die Biostoffverordnung, die Empfehlungen der Kommission für Krankenhaushygiene und Infektionsprävention (KRINKO) oder den Leitfaden zur Abfallentsorgung der Länderarbeitsgemeinschaft. Zu unterscheiden sind verschiedene Arten von Abfall, wie im Folgenden näher erläutert wird.64 Pappe und Papier, welches frei von Sekreten, Exkreten oder Blut ist, kann nach Abfallschlüsselnummer (AS) 150101 entsorgt werden und wird somit wie normales Altpapier behandelt. Altpapier wird standardmäßig recycelt.92 Auch Verpackungen, die frei von Sekreten, Exkreten oder Blut sind, können im normalen Verpackungsmüll entsorgt werden.92 Literaturübersicht 33 In Zahnarztpraxen fallen auch spitze oder scharfe Gegenstände als Müll an. Diese müssen in bruchsicheren Behältnissen gesammelt und nach AS 180101 entsorgt werden. Die verschlossenen Behältnisse werden mit dem Hausmüll entsorgt.92 Einwegartikel, die mit Blut, Sekreten oder Exkreten kontaminiert sind, müssen nach AS 180104 entsorgt werden. Dazu gehören auch dentale Abformmaterialien, Tupfer, Watterollen und Handschuhe. Die Sammelbehälter müssen reißfest, feuchtigkeitsbeständig und dicht sein. Diese Behälter können vom öffentlich-rechtlichen Entsorger abgeholt und der Hausmüllverbrennung zugeführt werden.92 Labor- und Chemikalienabfälle, wie zum Beispiel Desinfektionsmittel, müssen nach AS 180106 entsorgt werden. Die Chemikalien werden somit entweder als Sonderabfall verbrannt oder durch chemisch-physikalische Behandlungsverfahren aufbereitet. Im Folgenden werden die so zu entsorgenden Abfälle als „gefährliche Chemikalien“ bezeichnet. Infektiöse Abfälle, das heißt Abfälle, die mit meldepflichtigen Krankheitserregern (HIV, Tuberkulose, Diphterie, etc.) in Kontakt kamen, müssen in gesonderten Behältnissen gesammelt werden. Diese Behälter müssen bis zur endgültigen Verbrennung verschlossen bleiben.92 Amalgam sollte in eigenen Behältern gesammelt und getrennt entsorgt werden. Auch in den Behandlungseinheiten müssen sich Amalgamabscheider befinden.92 Material und Methode 34 4 Material und Methode 4.1 Methodikübersicht Die Methode, welche zur Kohlenstoffdioxid-Bilanzierung in dieser Studie verwendet wurde, richtet sich nach DIN EN ISO 14040 und DIN EN ISO 14044 und den Richtlinien des IPCC.43 Der Schwerpunkt wird in dieser Studie auf den PCF gelegt. Die Wirkungskategorie dieser Studie ist somit der Treibhauseffekt (Tab. 4.1). Diese Methode wurde bereits in vielen anderen Studien erfolgreich zur Ökobilanzierung verwendet.36, 87 Da in der vorliegenden Studie der Fokus speziell auf den PCF gelegt wurde, gibt es in der Methodik die Spezifikation, dass als Indikator GWP 100 verwendet wurde. Tab. 4.1: Wirkungskategorie Treibhauseffekt.71 Wirkungskategorie Einheit Kurzbeschreibung Treibhauseffekt kgCO2eq je Produkteinheit Bezeichnet die Erwärmung der Atmosphäre in Folge der vom Menschen verursachten Freisetzung von klimawirksamen Gasen. Neben Kohlenstoffdioxid (CO2) werden auch Methan (CH4) und Lachgas (Distickstoffoxid, N2O) sowie eine Reihe von Spurengasen erfasst. Die Berechnung des PCF der einzelnen Abformmethoden erfolgt über die Software Umberto (iPoint-systems GmbH, Softwareversion 11, Reutlingen, Deutschland) sowie ein eigens dafür entwickeltes Excel-Tool. Hier wurden alle Input- und Output-Ströme erfasst und auf Basis der erhobenen Daten der PCF errechnet. Die Ergebnisse dieser Studie sind in der Einheit [kgCO2eq] angegeben. Diese Einheit macht die Klimawirkung unterschiedlicher Treibhausgase vergleichbar. Es gibt neben Kohlenstoffdioxid noch andere Treibhausgase wie Wasserdampf, Methan oder Lachgas. Bei der Einheit [kgCO2eq] wird die Menge eines Treibhausgases in die Menge Material und Methode 35 Kohlenstoffdioxid umgerechnet, die über denselben Zeitraum, dieselbe Erwärmung der Erde nach sich zieht. Bei dieser Rechnung ist das Treibhauspotenzial des jeweiligen Gases im Vergleich zu Kohlenstoffdioxid der Faktor, mit dem gerechnet wird. Es wird meist mit einem Zeitraum von 100 Jahren gerechnet, um eine bessere Vergleichbarkeit zu erreichen. Trotz gewissenhafter Datenerhebung ist es schwierig, alle Eventualitäten zu berücksichtigen. Eine PCF-Berechnung ist daher stets als eine Annäherung an die Realität zu betrachten. Um zu evaluieren, wie sich die Unsicherheiten in der Datenerhebung auf die spätere Bewertung des PCF auswirken, wird eine Monte-Carlo-Simulation mit Hilfe der Software Crystal Ball (Softwareversion 11.3.0.0, ORACLE Deutschland B.V. & Co. KG, München, Deutschland) durch die Technische Hochschule Mittelhessen durchgeführt. Die Simulation kann später helfen, die Unsicherheiten in der Datengrundlage zu bereinigen. Diese Studie wurde durch die Firma Dentsply Sirona und den Strategischer Forschungsfonds der Technischen Hochschule Mittelhessen, Modul C „Aufbau und Ausbau profilbildender Forschungsschwerpunkte in Kooperation mit Universitäten“ im Sinne einer Forschungsförderung unterstützt. Im Rahmen der durchgeführten Studie übernahm Andre Daum von der Technischen Hochschule Mittelhessen die Modellierung des PCFs. Außerdem führt er die Monte-Carlo-Simulation durch. Material und Methode 36 4.2 Ziel, Untersuchungsrahmen und Systemgrenzen 4.2.1 Ziel Das Ziel dieser Studie ist es, den Product Carbon Footprint (PCF) der analogen Abformung mit dem der digitalen Abformung zu vergleichen. Ausgangspunkt der Untersuchung ist die bisher unzureichende Datenlage im Bereich der Nachhaltigkeit in der Zahnmedizin. Des Weiteren wurde analysiert, welche Input- und Output-Ströme den PCF besonders stark beeinflussen. Darüber hinaus wurden die inhärenten Unsicherheiten der Datenbasis abgeschätzt und zur Verbesserung der Aussagekraft eine Monte-Carlo- Simulation durchgeführt. Aus den Ergebnissen sollen konkrete Handlungsempfehlungen für die zahnmedizinische Praxis abgeleitet werde. 4.2.2 Untersuchungsrahmen Das Endprodukt muss bei beiden Abformmethoden vergleichbar sein. Es wurde daher festgelegt, dass das Endprodukt jeweils eine Positiv-Darstellung des abgeformten Bereichs ist. Im Fall der analogen Abformung handelt es sich dabei um ein physisches Gipsmodell. Im Fall der digitalen Abformung ist es ein digitales Modell. Beide Modelle erfüllen die Funktion, dass auf ihnen eine Einzelzahnkrone hergestellt werden kann. Dieses „Endprodukt“ ist die funktionelle Einheit bei der Berechnung des PCF. Der beispielhafte Fall, auf den sich die Abformmethoden beziehen, ist die Herstellung einer Einzelzahnkrone im Molarenbereich. Es wird außerdem als Setting eine imaginäre Beispielzahnarztpraxis betrachtet, welche möglichst repräsentativ für die durchschnittliche deutsche Zahnarztpraxis sein soll. Die Nutzung der Praxisräumlichkeiten wird nicht betrachtet. Es wird davon ausgegangen, dass der Patient bereits angereist ist. Der Patiententransport wird nicht berücksichtigt. Weiterhin wurde festgelegt, dass nur Instrumente in die Sachbilanz einfließen, welche unmittelbar an der Abformung beteiligt sind. Grundbesteck wie Spiegel, Sonde und Pinzette, die in nahezu jeder Behandlung auf dem Tray vorhanden sind, werden in der Herstellung nicht berücksichtigt. Die Reinigung der Grundinstrumente jedoch schon. Einweginstrumente und die drei verschiedenen Scanspitzen werden ebenfalls in ihrer Herstellung berücksichtigt. Material und Methode 37 Der Fokus liegt bei allen verwendeten Materialien auf Produkten der Firma Dentsply Sirona, da durch die Zusammenarbeit mit der Firma die benötigten originalen Materialdaten beschafft werden konnten. Aus diesem Grund wird auch als IOS die Primescan AC betrachtet. Die Herstellung der Materialien, die Verpackung und der Versand sowie die Entsorgung, werden in dieser Studie berücksichtigt. Der Stromverbrauch der Maschinen, welche an den Abformmethoden beteiligt sind, wird in die Berechnung des PCF mit einbezogen. Auch Wartungsintervalle und die zur Wartung verwendeten Materialien werden berücksichtigt. Da die Stromverbräuche teilweise variabel sind, besteht hier eine Unsicherheit in der Datenerhebung, welche mit Hilfe der Monte-Carlo-Simulation bereinigt wurde. Die Herstellung der Maschinen wird in dieser Studie nicht mit einbezogen, da die Maschinen so viele Nutzungszyklen durchlaufen, dass die Herstellung nicht ins Gewicht fällt. Eine Ausnahme ist der IOS Primescan AC. Hier wird sowohl die Herstellung als auch die Nutzung betrachtet, da dies für den Vergleich der PCFs essenziell ist. Die Benutzung der Behandlungseinheit fließt ebenfalls in die Berechnung des PCF mit ein. Auch hier werden sowohl der Stromverbrauch als auch die Wartung mit einbezogen. Die Behandlungseinheit wird sowohl für die analoge als auch für die digitale Abformung benötigt. Material und Methode 38 In der untenstehenden Aufzählung sind die Grundannahmen festgehalten. • Nur Prozess „Abformung“ berücksichtigt • Beispielfall: Einzelzahnkrone, Molarenbereich, Restaurationsmaterial nicht definiert • Endprodukt: Positiv-Abbildung des abgeformten Bereichs • IOS Primescan AC der Firma Dentsply Sirona untersucht • Abformmaterialien der Firma Dentsply Sirona werden untersucht • Maschinen: Nur laufenden Verbräuche berücksichtigt, Ausnahme Primescan AC: hier auch Herstellung berücksichtigt • Nur Instrumente in ihrer Herstellung betrachtet, die unmittelbar für die Abformung benötigt werden • Nutzung der Praxisräumlichkeiten nicht betrachtet • Kein Patiententransport berücksichtigt • Mülltrennung in Altpapier und Restmüll • Lieferwege mit Hilfe eines Seerouten Planers (SeaRates, DP World, Dubai, Vereinigte Arabische Emirate) und Google Maps (Google, Mountain View, USA) berechnet56, 139 • Einzelverpackungen berücksichtigt, Gebindeverpackungen nicht • Behandlungseinheit: Strom und Ressourcenverbrauch berücksichtigt • Sockelformer zur Herstellung des Gipsmodells: Herstellung nicht berücksichtigt, Pflegeprodukte berücksichtigt Material und Methode 39 Die Annahmen zu den Anteilen der Materialien an einem Gebinde wurden aus dem Gewicht des Materials bei einer einzelnen Anwendung und dem Gesamtgewicht der Füllung der Packung berechnet. Bei einigen Materialien wie z. B. Handschuhen waren bereits Mengenangaben auf der Packung angegeben. Eine Auflistung aller Materialien findet sich in Tab. 12.1. • Desinfektionsbad (Zeta 7 Solution, Zhermack SpA, Badia Polesine Itlaien): Desinfektion von zehn Abformungen • Eine Flasche Haftlack (Universaladhäsiv, Dentsply Sirona/ Fix Tray Adhesive for Alginate, Dentsply Sirona, Bensheim, Deutschland): 70 Portionen • Sechs Bissregisrate (Aquasil Bite, Zhermack SpA, Badia Polesine Itlaien) pro Kartusche • 200 Handschuhe (Vasco Nitril soft white, B. Braun, Melsungen, Deutschland) pro Karton, Gewicht eines Handschuhs: Durchschnittsgröße aus XS/S/M/L/XL • 80 OptraGate (Ivoclar Vivadent, Ellwangen, Deutschland) pro Karton • 50 DryTips (Microbrush International, Heidelberg, Deutschland) pro Karton • 80 Desinfektionstücher (Mikrozid universal wipes premium, Schülke & Mayr GmbH, Norderstedt, Deutschland) pro Packung Der übergeordnete Fall ist die Herstellung einer Einzelzahnkrone im Molarenbereich. Dieser Prozess besteht aus mehreren Unterprozessen und ist in Abb. 4.1 dargestellt. Innerhalb der Aufnahmesitzung werden ggf. bereits eine Situations- sowie Versorgungsabformungen angefertigt. Im Anschluss kann die Präparation des Zahns erfolgen. Gegebenenfalls muss nach abgeschlossener Präparation und vor der Abformung noch ein Gewebemanagement durchgeführt werden, um Blutungen zu stillen oder die Präparationsgrenze darzustellen. Im Anschluss wird die Abformung durchgeführt. Es müssen natürlich auch der Gegenkiefer und die Bisssituation abgeformt werden. Dies kann entweder analog oder digital erfolgen. Diese Studie beschäftigt sich lediglich mit diesem Teilprozess „Abformung“. Im Anschluss wird ein Gipsmodell hergestellt bzw. im Falle des digitalen Workflows ein digitales Modell errechnet. Auf Grundlage des Modells kann im Anschluss die Einzelzahnkrone hergestellt werden. Die fertige Einzelzahnkrone kann im Anschluss in den Patientenmund eingegliedert werden. Die Systemgrenze umfasst den Bereich des Prozesses, der mit in die Berechnung des PCF einfließt. Die Systemgrenzen werden in Abb. 4.2 ersichtlich. Material und Methode 40 Abb. 4.1: Workflow zur Herstellung einer Einzelzahnkrone. Aufnahmesitzung Zahnpräparation Abformung Herstellung der Einzelzahnkrone Eingliederungssitzung Material und Methode 41 Abb. 4.2: Systemgrenzen. D ig it al e A b fo rm u n g Z ah n P rä p ar at io n H er st el lu n g d er E in ze lz ah n k ro n e P at ie n te n a n re is e B eh an d lu n g se in h ei t h er ri ch te n A n al o g e A b fo rm u n g K o m p o n en te n d es in fi zi er en G ip s M o d el l A rb ei ts p lä tz e re in ig en P at ie n te n an r ei se S y st em g re n ze n M as ch in en M at er ia li en P ri m es ca n A C P ri m es ca n A C P ri m es ca n A C P ri m es ca n A C E in ze lt ei lb es ch af fu n g H er st el lu n g V er p ac k u n g + V er sa n d E n ts o rg u n g V er p ac k u n g + V er sa n d E n ts o rg u n g V o rk et te V o rk et te A u fb er ei tu n g E n ts o rg u n g G la sm ü ll P ap ie rm ü ll R es tm ü ll A b w as se r P ro v is o ri u m h er st el le n M eh rw eg - K o m p o n en te n • S tr o m • W är m e • B au li ch e M aß n ah m e R au m n u tz u n g Material und Methode 42 4.3 Erstellung der Sachbilanz Nachdem der Untersuchungsrahmen sowie die Systemgrenzen definiert wurden, kann nun mit der Erstellung der Sachbilanz fortgefahren werden. Hierfür wurden zunächst verschiedene Prozesse festgelegt, die in der untenstehenden Tab. 4.1 dargestellt sind. Im nächsten Schritt müssen für die einzelnen Prozesse sämtliche Komponenten und Ressourcen erfasst werden, die in die bei der jeweiligen analogen bzw. digitalen Abformung als Input- und Output-Ströme fließen. Tab. 4.1: Prozesse analoger und digitaler Abformung innerhalb der Systemgrenzen. Prozesse Analoge Abformung Digitale Abformung Abformung durchführen (Präzision) Abformung durchführen Abformung durchführen (Gegenkiefer) Bissregistrat Scanspitze (WI) reinigen Scanspitze (AU) autoklavieren Abformung desinfizieren Abformlöffel reinigen Arbeitsplatz reinigen Scanspitze (EI) entsorgen Herstellung Gipsmodell Komponenten desinfizieren Anteilige Herstellung Primescan AC Arbeitsplatz reinigen Material und Methode 43 Anschließend muss das Material bestimmt werden, aus dem die einzelnen Komponenten bestehen, einschließlich der Gewichtsermittlung. Im Fall von Strom muss der konkrete Stromverbrauch erfasst und gemessen werden. Eine Auflistung der Messgeräte findet sich in Tab. 12.2. Für die meisten Materialien gibt es in der verwendeten Datenbank Ecoinvent 3.10 bereits bestehende Daten. Eine Auflistung aller in der Sachbilanz vorkommenden Materialien findet sich im Anhang (Kapitel 11). Das alles dient dazu, die bei der Herstellung und dem Transport der Materialien entstehende Menge Treibhausgase zu bestimmen. Es wird dabei der gesamte Lebensweg, der am untersuchten Verfahren beteiligten Materialien untersucht. Der Lebensweg eines Produktes beginnt bei der Rohstoffgewinnung, führt über Transportwege, Weiterverarbeitung und Verpackung bis zur Benutzung. Am Ende muss auch die Entsorgung berücksichtigt werden. Dieses Prinzip wird meistens als „Cradle to Grave“ bezeichnet (Abb. 4.3).71 Rohstoffentnahme Herstellung und Transport Nutzung Recycling Entsorgung von Abfällen Abb. 4.3: Lebenszyklus eines Produkts.71 Material und Methode 44 Für einige sehr dental-spezifische Materialien existierten bisher jedoch noch keine Daten. Beispielsweise das hier untersuchte A-Silikon existierte bisher in Bezug auf seinen PCF nicht in der genutzten Datenbank. Ebenso wenig das verwendete Alginat, der Gips und der Primescan AC. Daher müssen für diese Materialien erst neue Daten erhoben werden. Dazu müssen die einzelnen Bestandteile der Materialien, deren Ursprungsort und die Lieferketten berücksichtigt werden. Auch die Mittel, welche für die Instandhaltung und den Betrieb der Maschinen für die A-Silikon- und Alginat-Herstellung nötig sind, müssen berücksichtigt werden. Die dazu notwendigen Daten wurden bei den jeweiligen Herstellern in Erfahrung gebracht. So kann der PCF am Ende genau berechnet werden und muss nicht geschätzt werden, wie es häufig in anderen Studien vorkommt. Die Berechnung des PCF sowie die Monte-Carlo-Simulation wurde durch Andre Daum von der Technischen Hochschule Mittelhessen durchgeführt. Für die Durchführung der verschiedenen Abformverfahren werden unterschiedliche Maschinen eingesetzt. Hier werden wie bereits erwähnt lediglich die Ressourcen für den „laufenden Betrieb“ berücksichtigt. Dies sind, zum Beispiel der Stromverbrauch oder Materialien und Ressourcen, die für eine Wartung benötigt werden. Eine Aufführung aller untersuchten Maschinen findet sich in Tab. 12.3. 4.3.1 Analoge Abformung Der analoge Workflow beginnt mit der Abformung (A-Silikon) des präparierten Kiefers. In dieser Studie befindet sich der präparierte Zahn im Unterkiefer. Anschließend wird der Gegenkiefer abgeformt (Alginat) und zuletzt das Bissregistrat (A-Silikon) hergestellt. Die beiden Abformungen und das Bissregistrat müssen hinterher in einem Desinfektionsbad desinfiziert werden. Anschließend müssen die Abformlöffel gereinigt werden. Die Abformungen werden nun mit Gips ausgegossen. Die ausgehärteten Gipsmodelle werden anschließend versäubert und getrimmt. Die Mehrwegkomponenten müssen anschließend noch in den Thermodesinfektor, ein Gerät zur Reinigung und Desinfektion von wiederverwendbaren Medizinprodukten. Nachfolgend muss der Arbeitsplatz gereinigt werden. Die weitere Herstellung der Einzelzahnkrone wird nicht berücksichtigt. Material und Methode 45 Abformung (Präzision) – A-Silikon Bei der analogen Abformung wird für den Kiefer, in dem sich der abzuformende Zahn befindet, in dieser Studie der Unterkiefer, eine Präzisionsabformung mit einem A-Silikon untersucht. Die Abformung wird mit der Doppelmischtechnik durchgeführt. Als Abformmaterial wird das Abformmaterial Aquasil Ultra+ Soft-Deca Putty (Dentsply Sirona, Bensheim, Deutschland) verwendet. Als dünnfließende Phase wird Aquasil Ultra + XLV (Dentsply Sirona, Bensheim, Deutschland) genutzt. Als Haftlack wurde ein Universaladhäsiv (Dentsply Sirona, Bensheim, Deutschland) eingesetzt. Es wurde ein Abformlöffel aus Metall angewandt. Der Strom der Behandlungseinheit (Intego Pro, Dentsply Sirona, Bensheim, Deutschland) und des Silikonmischgeräts (Pentamix 3, 3M ESPE, Kamen, Deutschland) wurde in diesem Prozess mit bilanziert. Für die Assistenz und den Zahnarzt wurden zwei Paar Handschuhe für diesen Prozess berücksichtigt. Im Verlauf des Prozesses wurde die Flasche des Haftlacks anteilig als Altglas erfasst. Des Weiteren fielen anteilig die Verpackung der Handschuhe und des Haftlacks (Altpapier) und die gebrauchten A-Silikone (Restmüll) zur Entsorgung an. Die Herstellung der verschiedenen Silikone fließt mit in die Berechnung des PCF ein. Dazu wurde die Fabrik (Zhermack SpA, Via Bovazecchino 100, 45021 Badia Polesine (RO), Italien) im März 2024 besichtigt, in welcher die Silikone hergestellt wurden. Es wurde der Gas-, Wasser- und Stromverbrauch der einzelnen Abteilungen der Fabrik erhoben. So konnte den einzelnen Abteilungen (z. B. „Silikonherstellung“) der Fabrik ein definierter Ressourcenverbrauch zugeordnet werden. Des Weiteren stellte die Firma Zhermack SpA Daten zur Verfügung, welche die verkaufte Menge der einzelnen Materialien aufzeigten. So konnte der Energieverbrauch der Fabrik auf das Kilogramm hergestellten Materials umgerechnet werden. Auch die Materialmengen, die bei der Herstellung in den Anrührgeräten der Fabrik verblieben und hinterher entsorgt wurden, wurden mit eingerechnet. Außerdem konnte durch den engen Kontakt mit Zhermack SpA eine genaue Zusammensetzung der Materialien ermittelt werden. Durch die Kenntnis der einzelnen Inhaltsstoffe konnte ein sehr genauer PCF errechnet werden. Material und Methode 46 Auch der Zeitaufwand der analogen Abformung ist relevant, da sich danach die Belegzeit der Behandlungseinheit richtet. Diese verbraucht ein gewisses Maß an Strom, der in die Berechnung des PCF mit einfließt. Der Zeitaufwand der analogen Abformung, bestehend aus Präzisionsabformung, Bissregistrat und Gegenkieferabformung, wurde im Vorfeld anhand von 15 Patientenfällen ermittelt. Die Zeit wurde bei verschiedenen Zahnärzten bestimmt. Es wurden die Einzelzeiten für Präzisionsabformung, Bissregistrat und Gegenkieferabformung gemessen. Diese Zeiten beinhalten jeweils die Auswahl des Löffels, das Bestreichen des Löffels mit Haftlack, die Durchführung der Abformung, den Abbindevorgang gemäß Herstellerangaben (3 Min. 50 Sek. Min. Abbindezeit) und die Entnahme und Inspektion der Abformung (Abb. 4.4). Im Fall des Bissregistrats beinhaltet die gemessene Zeit die Durchführung des Registrats, den Abbindevorgang gemäß Herstellerangaben (30 Sek.) und die Entnahme und Inspektion des Registrats. Auch die Wechselzeiten wurden gemessen und flossen mit in die Gesamtzeit ein. In den Wechselzeiten wurden die Komponenten für den nächsten Arbeitsschritt zurechtgelegt und die des vorherigen Arbeitsschritts beseitigt. Aus den 15 Patientenfällen wurde ein durchschnittlicher Zeitaufwand ermittelt.125, 127 Abb. 4.4 Schritte Abformvorgang analog. a) Auswahl des Löffels, b) Bestreichen des Löffels mit Haftlack, c) Durchführung der Abformung d) Entnahme und Inspektion der Abformung Material und Methode 47 Durch die Versuche konnte auch ein durchschnittlicher Materialverbrauch ermittelt werden. Dazu wurde der Löffel mit dem Abformmaterial nach der Abformung gewogen, und das Gewicht des Löffels subtrahiert. Es wurde außerdem die Zeit gemessen, welche zum Befüllen eines Abformlöffels mit dem Silikonanmischgerät nötig war. Eine Auflistung aller verwendeten Maschinen findet sich in Tab. 12.3. Abformung (Gegenkiefer) – Alginat Die Abformung des Gegenkiefers erfolgte mit dem Alginat Blueprint® Xcreme (Dentsply Sirona, Bensheim, Deutschland). Als Haftlack wurde Fix-Haftlack (Dentsply Sirona, Bensheim, Deutschland) eingesetzt. Für die Abformung wurde ein Abformlöffel aus Metall verwendet. Auch beim Alginat wurde die Fabrik (Zhermack SpA, Via Bovazecchino 100, 45021 Badia Polesine (RO), Italien) im März 2024 besichtigt und wiederum der Ressourcenverbrauch der Fabrik auf das Kilogramm hergestellten Materials umgerechnet. Der Stromverbrauch der Behandlungseinheit (Intego Pro, Dentsply Sirona, Bensheim, Deutschland) und des Alginatanmischgeräts (Cavex Alginat Mixer II, Cavex, Norden, Deutschland) wurde in diesem Prozess mit bilanziert. Zum Anmischen des Alginats wurde Leitungswasser in die Sachbilanz mit aufgenommen. An Abfall fiel in diesem Prozess die Flasche des Haftlacks (Altglas) anteilig an. Des Weiteren fielen anteilig die Verpackung des Haftlacks (Altpapier) und das gebrauchte Alginat (Restmüll) an. Bissregistrat Das Bissregistrat wurde mit Aquasil-Bite (Dentsply Sirona, Bensheim, Deutschland) hergestellt. Hier wurde die Annahme getroffen, dass mit einer Kartusche sechs Bissregistrate hergestellt werden können. Der Strom der Behandlungseinheit wurde in diesem Prozess mit bilanziert. An Abfall fiel in diesem Prozess das gebrauchte A-Silikon (Restmüll) zur Entsorgung an. Material und Methode 48 Abformung desinfizieren In diesem Prozess wird die fertige Abformung bzw. das Bissregistrat zur Desinfektion in ein Bad mit isopropanolhaltigem Desinfektionsmittel (Zeta 7 Solution, Zhermack SpA, Badia Polesine, Italien) gelegt. In der Sachbilanz sind das Desinfektionsmittel sowie anteilig die Flasche für das Desinfektionsmittel enthalten. Außerdem wird zur Verdünnung des Desinfektionsmittels Leitungswasser benötigt. An Abfall fiel in diesem Prozess die Kunststoffflasche für das Desinfektionsmittel (Restmüll) anteilig an. Des Weiteren fiel das Desinfektionsmittel (gefährliche Chemikalien) als Abfall an. Abformlöffel reinigen In diesem Prozess werden Leitungswasser zum Abspülen des Abformlöffels sowie Sterillium (PAUL HARTMANN AG, Heidenheim, Deutschland) zum Lösen der Haftlackreste und Papiertücher benötigt. Auch die Kunststofflasche für das Desinfektionsmittel fließt anteilig in die Sachbilanz ein. An Abfall fielen in diesem Prozess anteilig die Kunststoffflasche für das Desinfektionsmittel und die Papiertücher (Restmüll) an. Des Weiteren fiel die Entsorgung von Abwasser an. Material und Methode 49 Herstellung Gipsmodell Als Gips zur Modellherstellung (Abb. 4.5) wurde Elite Rock (Zhermack SpA, Badia Polesine, Italien) verwendet. Bei diesem Gips handelt es sich um einen Superhartgips, welcher für die Herstellung von festsitzendem Zahnersatz geeignet ist. Auch beim Gips wurde die Fabrik des Herstellers (Zhermack SpA, Via Bovazecchino 100, 45021 BadiaPolesine (RO), Italien) im März 2024 besichtigt und wiederum der Ressourcenverbrauch der Fabrik auf das Kilogramm hergestellten Materials umgerechnet. Zur Herstellung des Gipsmodells wurde ein Sockelformer aus Silikon verwendet. Der Silikon-Sockelformer durchläuft so viele Nutzungszyklen, dass die Herstellung in dieser Studie nicht berücksichtigt wird. Des Weiteren wurde beim Anrühren des Gipses ein Vakuumanrührbecher (Vakuumanrührbecher für Multivac, Degudent/Dentsply Sirona, Bensheim, Deutschland), verwendet. Der Anrührbecher und ein Anrührspatel durchlaufen ebenfalls so viele Nutzungszyklen, dass die Herstellung dieser Komponenten bei der Berechnung des PCF nicht berücksichtigt wird. Für die Herstellung des Gipsmodells wurde der Strom für den Rüttler (BEGO, Bremen, Deutschland) und das Vakuumanrührgerät (Multivac compact, Degussa dental, München, Deutschland) berücksichtigt. Es wurde außerdem anteilig die Batterie für die Gipswaage (KS 19 Black, Beurer, Ulm, Deutschland) mit in die Sachbilanz aufgenommen. Zum Anmischen des Gipses wird destilliertes Wasser benötigt, die Kunststoffflasche und deren Herstellung werden in der Sachbilanz berücksichtigt. Da es für destilliertes Wasser keinen eigenen Datensatz in den einschlägigen Datenbanken gab, wurde der Datensatz für Leitungswasser angenommen. Abschließend wird das Gipsmodell getrimmt Der Strom welcher für den Betrieb des Trimmers (HSS-88, Wassermann, Hamburg, Deutschland) Abb. 4.5 Gipsmodell. Material und Methode 50 notwendig war, wurde in die Sachbilanz aufgenommen. An Abfall fiel in diesem Prozess die Batterie (Recycling) anteilig an. Des Weiteren fielen anteilig die Verpackung des Gips (Altpapier) und das gebrauchte Gipsmodell sowie anteilig die Kunststoffflasche für das destillierte Wasser (Restmüll) an. Es wurde außerdem die Zeit, welche der Rüttler bei der Herstellung eines Gipsmodells in Betrieb war, gemessen. Komponenten desinfizieren Im Prozess „Komponenten desinfizieren“ wurde die Reinigung der Abformlöffel im Thermodesinfektor (PG