Numerische Simulation der Retraktion der Oberkieferfront unter Einsatz der Lingualtechnik

Abstract

Extraktionsfälle stellen besonders in der Lingualtechnik eine Herausforderung für die Behandler dar. Eine En-Masse-Retraktion bei der Lingualtechnik ist äußerst vorsichtig durchzuführen, da ein unkontrolliertes Kraftsystem zur Beeinträchtigung der Okklusion und zu einem Verankerungsverlust, dem sogenannten Bowing-Effekt, führen könnte. Eine der Techniken zum Vorbeugen des Bowing-Effekts besteht darin, die Zugkräfte nicht direkt auf die Brackets, sondern auf einen Powerhook aufzubringen. Ziel dieser Studie war es, die biomechanischen Auswirkungen durch die Verschiebung der Wirkungslinie der Retraktionskraft auf die Frontzähne und die Verankerung zu untersuchen. <br /> Dafür wurde die En-Masse-Retraktion der Frontzähne in einem idealisierten Oberkiefermodell mit extrahierten ersten Prämolaren und einer modifizierten lingualen festsitzenden Apparatur mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode simuliert. Die Lingualapparatur bestand aus selbstmodellierten Edgewise-Lingualbrackets, einem pilzförmigen Vollbogen der Größe 0,43 x 0,65 mm2 (0,017" x 0,025") mit zwei Powerhooks zwischen den seitlichen Schneidezähnen und den Eckzähnen und einem Transpalatinalbogen zwischen den ersten Molaren. Der Lückenschluss wurde mit beidseitigen Retraktionskräften von 1,5 N durchgeführt, die zwischen dem Transpalatinalbogen und den Powerhooks in zwölf verschiedenen Positionen angebracht wurden. Das FE-Modell wurde an seiner knöchernen Basis, entsprechend der Biomechanik eines Oberkiefers im Schädel, in allen Freiheitsgraden fixiert („fixed displacement“), um eine Verschiebung des gesamten Modells durch die aufgebrachten Kräfte zu vermeiden. <br /> Die Auswertung der Simulationsergebnisse zeigte eine deutliche Tendenz zum Bowing-Effekt in der Vertikal- und Transversalebene. Diese lässt sich an der Palatinalkippung der Schneidezähne, der Distalkippung der Eckzähne und der Mesialkippung und mesiobukkalen Rotation der Molaren erkennen. Die Verschiebung der Retraktionskräfte auf die gingivaleren Positionen des Powerhooks konnte die Palatinalkippung der mittleren und seitlichen Schneidezähne nicht ausgleichen und spielte bei der Verankerung eine untergeordnete Rolle, verringerte jedoch die Distal- und Palatinalkippung der Eckzähne. Nach unseren Berechnungen führte jeder weitere Millimeter in der Länge des Powerhooks zu einer um 21,8 % geringeren Distalkippung der Eckzähne. Um die posteriore Kippung der Eckzähne vollständig zu vermeiden, sollte die Länge des Powerhooks auf der rechten Seite durchschnittlich 10,7 mm und auf der linken Seite 11,9 mm betragen. <br /> Auf der anderen Seite konnte eine Verschiebung des Angriffspunkts der Zugkraft auf den Transpalatinalbogen in apikaler Richtung die mesiobukkale Rotation der ersten Molaren nicht verhindern, aber die Mesialkippung der Molaren verringern. Im Durchschnitt führte jeder Millimeter kranial der 4 mm-Position am Transpalatinalbogen zu einer um 13,5 % geringeren anterioren Kippung der Molaren. Nach unseren Berechnungen sollten die Zugkräfte auf der rechten Seite 12,2 mm und auf der linken Seite 12,9 mm von dem Vollbogen entfernt angebracht werden, um die Mesialkippung der ersten Molaren vollständig zu verhindern. Die asymmetrischen Reaktionen der Zähne an den Seiten des Oberkiefers in unserer Simulation können auf die kleinen Unterschiede zwischen den beiden Hälften des FE-Modells und der modifizierten Lingualapparatur zurückgeführt werden.