Numerische und biomechanische Analyse kieferorthopädischer Behandlungen bei Patienten mit entzündungsfreiem parodontal geschädigten Gebiss

Abstract

Die unerwünschte Zahnmigration, die oft eine Parodontitis begleitet, kann eine starke dentale Entstellung verursachen und das Selbstbewusstsein des Patienten beeinträchtigen. Dies ist eine häufige Motivation für Patienten, eine parodontale und anschließend eine kieferorthopädische Behandlung durchführen zu lassen. Um die ersten Schritte einer kieferorthopädischen Behandlung zu simulieren und analysieren, wurden in dieser Studie mittels der Finite-Elemente-Methode (FEM) ein Modell mit aufgefächerter Front und ein zweites nach Lückenschluss vor der En-Masse-Retraktion der Front erstellt. <br /> Ausgehend von einem idealisierten Finite-Elemente-Oberkiefermodell (FEM) mit parodontal reduzierten, aufgefächerten Inzisiven wurden die Nivellierung und Einordnen der Frontzähne simuliert. In einem zweiten Schritt wurde der kieferorthopädische Lückenschluss von Restlücken beidseits distal zu den lateralen Inzisiven simuliert. Mit dem FEM-System Marc/Mentat wurde ein kombinierter Intrusions- und Retraktionscantilever modelliert, um eine En-Masse-Retraktionsmechanik mit Teilbögen und elastischen Ketten zu simulieren. <br /> Nach Erstellung der Modelle wurden diese mit den Materialparametern von Zahn und Knochen aus früheren Untersuchungen verknüpft. Um verschiedene biologische und biomechanische Zustände des PDLs zu simulieren, wurden zunächst Standardmaterialparameter für das Parodontalligament eingesetzt, diese Werte im weiteren Verlauf aber auch variiert. Die Standardparameter stellten das Materialverhalten eines entzündungsfreien PDLs dar, die Variationen ein geschädigtes weiches bzw. ein steiferes PDL. <br /> Die Simulationsreihen des Lückenschlusses der aufgefächerten Frontzähne zeigen, dass bei parodontal geschädigten Gebissen eine Kraft von 1,0 N zu hoch ist, da extreme Belastungen auftreten. Die Ergebnisse der En-Masse-Retraktion mit einer Cantilevermechanik unter Verwendung kleinerer Kräfte zeigten eine gleichmäßige Intrusions- und Retraktionsbewegung und wird demzufolge als eine geeignete Mechanik vorgeschlagen, um parodontal reduzierte, extrudierte Frontzähne zu retrahieren. <br /> Die Ergebnisse dieser Studie weisen darauf hin dass, eine Kompensierung der erhöhten parodontalen Belastung bei Patienten mit entzündungsfreiem, parodontal reduzierten Gebiss durch eine Minimierung der angewendeten orthodontischen Kräfte dringend geboten ist.