Annalen und Essenzen der Zahnheilkunde
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Abstrakt

Zahnmedizin-Kongress 2019: Auswirkungen mechanischer Vibrationskraft auf die Zahnbewegung: Finite-Elemente-Analyse – Aylin Pasaoglu Bozkurt – Beykent-Universität

Aylin Pasaoglu Bozkurt1 und Alev Cinsar2

Ziel: Der Zweck dieser Finite-Elemente-Studie bestand darin, die Auswirkungen mechanischer Vibrationskraft auf Zahnbewegung, Spannungsverteilung und Geschwindigkeit zu bewerten.

Einleitung: Geschwindigkeit, Ästhetik und Technologie sind die wichtigsten Konzepte des 21. Jahrhunderts. Um der steigenden Nachfrage nach kieferorthopädischer Behandlung gerecht zu werden und Wurzelresorption, weiße Flecken, Karies, Zahnfleischentzündungen, mangelnde Motivation, Verschlechterung der Mundhygiene und Infektionen vorzubeugen, muss die Behandlung schnell und richtig durchgeführt werden. Daher hat die Beschleunigung der Zahnbewegung an Popularität gewonnen.  Kieferorthopädische Zahnschmelzbewegung ist die Verschiebung eines Zahns in seiner knöchernen Alveole von einer Stelle zur anderen aufgrund von Alveolarresorption und -bildung zu einem bestimmten Zeitpunkt. Es ist wichtig, die mechanischen und biologischen Komponenten der Bewegung zu beeinflussen, um sie zu beschleunigen. Entwickelte Brackets und Drahtstrukturen, die die mechanischen Komponenten der Bewegung darstellen, sind auf ein fortgeschrittenes Niveau gekommen und verkürzen die Behandlungszeit im Vergleich zur Vergangenheit drastisch.  Chemische Injektionen, chirurgische Eingriffe, Ultraschall, Laser und elektrische moderne Anwendungsverfahren sollen den biologischen Faktor der Bewegungen beeinflussen, um die Zahnbewegung zu beschleunigen, indem sie den Widerstand des Parodontalgewebes verringern und Umweltfaktoren verändern. Eine der neu eingeführten Methoden besteht in den letzten Jahren darin, nicht-invasive, zyklische Vibrationskräfte zu verwenden, um die Zahnbewegung zu beschleunigen. Studien, die an der Schädelbasis und an Schädelnähten durchgeführt wurden, zeigten, dass zyklischer Druck Knocheninseln effektiver aufbauen kann als statische Kraft und dass die Anwendung von Vibrationen die Umgestaltung und Genregulation steigern kann. Nishimura et al. zeigten, dass zyklische Vibrationskraft die RANKL-Rate erhöhen und die Geschwindigkeit der Zahnbewegung beschleunigen sollte, ohne das parodontale Gewebe bei Ratten zu schädigen. Leethanakul et al. testeten die Sekretion von Interleukin (IL)-1b während der Zahnbewegung bei Vibrationsanwendung. Sie stellten fest, dass Sekretion und Zahnbewegung auf der Seite, auf der die Vibration angewendet wurde, auf höheren Niveaus lagen. Pavlin et al. zeigten, dass eine zyklische Belastung mit niedrigem Grad von 0,25 N bei 30 Hz die Geschwindigkeit der Zahnbewegung erhöhte, wenn sie als Ergänzung zur kieferorthopädischen Behandlung angewendet wurde.  Neben den Befürwortern der Wirkung von Vibrationen auf die Beschleunigung der Zahnbewegung gibt es auch Studien, die behaupten, dass sie eine verlangsamende Wirkung haben oder überhaupt keine Wirkung haben. Ungeordnet angeordnete Fasern, reduziertes Alveolarknochenvolumen und verlangsamte Zahnbewegungen aufgrund zyklischer Vibrationsdruckanwendung wurden  in der Tierstudie festgestellt, die von Kalajzic et al. durchgeführt wurde.

Die Tierstudie von Nanda et al., in der die Auswirkungen mechanischer Vibrationskräfte mit niedriger Frequenz (5, 10, 20 Hz) untersucht wurden, und die randomisierte kontrollierte klinische Studie zu AcceleDent (30 Hz) auf die Zahnbewegung von Woodhouse et al. zeigten, dass die Vibrationskraft keinen signifikanten Beschleunigungseffekt hatte.17, 18 Miles et al. zeigten in ihrer randomisierten kontrollierten Studie, dass die Anwendung eines Vibrationsdrucks von 111 Hz für 20 Minuten pro Tag keinen Effekt auf die Beschleunigung der Zahnbewegung hatte.19 Es gibt nicht genügend Statistiken über die biomechanischen Auswirkungen mechanischer zyklischer Vibrationskräfte auf die Zahnbewegung. Die Finite-Elemente-Analyse (FEA) ist ein nützliches mathematisches Instrument in der Kieferorthopädie und kann das Ausmaß an Spannung, Belastung und Verschiebung im Alveolarzahnkomplex nach verschiedenen Druckbelastungssituationen bestimmen.20 Ziel dieser Studie war daher, die biomechanische Wirkung von Vibrationsdruck auf die Zahnbewegung in der Distalisierungsphase des Hundes mithilfe der FEM-Analyse zu bestimmen und die Druckverteilung zwischen der Anwendung nur von Kraft und der kombinierten Anwendung von Druck und Vibration zu bewerten.

Methoden : Ein 3D-Modell wurde anhand eines CBCT-Bildes eines Patienten mit Malokklusion der Klasse 2 erstellt. An einem einzigen Modell, bei dem die oberen ersten Prämolaren extrahiert wurden, wurden drei verschiedene Analysen durchgeführt. In der Distalisierungsphase des Hundes wurden 150 gf, 150 gf und 30 Hz (0,2 N), 150 gf und 111 Hz (0,06 N) auf den Hund angewendet. Die unmittelbare Wirkung von Kraft und Vibration wurde mithilfe der Finite-Elemente-Analysesoftware Algor Fempro ausgewertet. Spannungs- und Verschiebungsverteilung wurden vergleichend untersucht.

Ergebnisse: Es wurde festgestellt, dass die größte Verschiebung bei der zweiten Analyse (150 gf-30 Hz) auftrat, während eine geringere Verschiebung bei der dritten Analyse (150 gf-111 Hz) sichtbar wurde und die geringste Verschiebung bei der ersten Analyse (150 gf) auftrat. Während die Anwendung von nur einem Druck zur Extrusion des Zahns führte, führten lineare und Vibrationskräfte gemeinsam zur Intrusion. Bei der ersten Analyse drehte sich der Hund in distovestibulärer Richtung, aber bei der zweiten und dritten Analyse zeigte der Hund eine distopalatale Rotation.

Schlussfolgerung: Es wurde der Schluss gezogen, dass mechanische Vibrationskraft in einem bestimmten Bereich auch die Zahnbewegung verbessern kann.