Vienna School of Interdisciplinary Dentistry

Education in Occlusion Medicine

Okklusion

Biomechanische Prinzipien

Biomechanische Prinzipien der Therapieplanung

 

Zusammenfassung:

biomechanics tab1 225Die Vertikale Dimension gezielt zu verändern bzw. stabil zu halten ist täglich in der Praxis zu treffen und hat oft weitreichende Folgen. Sämtliche Disziplinen der modernen Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde sind betroffen (z.B.: Einschleifen, Schienen, Restaurationen, prothetische Rehabilitationen, kieferorthopädische und kieferchirurgische Therapien, implantatgetragener Zahnersatz). Kenntnisse über die biomechanischen Zusammenhänge sind essentiell, um die richtige Entscheidung während der Fallplanung treffen zu können.

Wissen über klinisch relevante Folgen einer Änderung der vertikalen Dimension hilft, bestehende Probleme des Patienten zu lösen oder mögliche Probleme während oder nach der Rehabilitation zu vermeiden: bei der Planung, um den Platzbedarf für geplante Restaurationen abzuschätzen; um ästhetische Veränderungen vorauszusehen; um muskuläre Abläufe zu harmonisieren; um funktionelle okklusale Parameter korrekt einzustellen; um funktionelle Abläufe mit der morphologischen Situation zu harmonisieren.

Ziel dieses Artikels ist es, auf die Bedeutung der Vertikalen Dimension hinzuweisen, die biomechanischen Grundlagen darzulegen und den korrekten Einsatz der Unterkieferhöhe zu Beginn der Planung vorzustellen. Der Zahnarzt soll dadurch in die Lage versetzt werden, das von ihm entwickelte Behandlungskonzept auf mögliche Risiken zu überprüfen und die Machbarkeit festzustellen.

Einleitung

biomechanics ill1 2014 225Die Form des Schädels und die Erscheinung des Gesichtes werden entscheidend von der vertikalen Dimension beeinflusst. Sämtliche Funktionen des stomatognathen Systems stehen direkt oder indirekt mit dem vertikalen Aufbau des Schädels in Zusammenhang. In der täglichen Praxis ist die Entscheidung, die Vertikale gezielt zu ändern bei jedem Patienten zu treffen. Davon sind unter anderem Maßnahmen des Einschleifens, Therapien mit Schienen, Restaurationen, prothetische Rehabilitationen, implantatgetragener Zahnersatz sowie kieferorthopädische und kieferchirurgische Therapien. Die Konsequenzen, die sich aus Veränderungen der Vertikalen ergeben, werden oft zu wenig beachtet und in der Fallplanung zu wenig berücksichtigt. Ästhetische, funktionelle und restaurative Problemstellungen können durch den korrekten Einsatz der Untergesichtshöhe gelöst werden.

Das Wissen um die Zusammenhänge von vertikalen und sagittalen Parametern ist gerade in der restaurativen Zahnheilkunde von essentieller Bedeutung. Bei 52% aller Menschen findet sich eine Rücklage des Unterkiefers [1]. Diese sagittale Abweichung ist in Zusammenhang mit vertikalen Veränderungen zu analysieren. Die Konsequenz aus sagittaler und/oder vertikaler Abweichung kann ein Verlust des Frontzahnkontaktes sein. Front-Eckzahnführungen werden jedoch in sämtlichen Okklusionskonzepten gefordert. Diese stellen zusammen mit dem notwendigen Zusammentreffen von zentrischer Okklusion und zentrischer Relation essentielle Anforderungen in einer stabilen Restauration dar [2]. Signifikant gehäuft und verstärkt bei Patienten mit gestörter oder fehlender Fronteckzahnführung treten TMJ-Schmerzen und Dysfunktionssyndrome auf [3].

 

biomechanics ill2 225Die natürliche Okklusion und somit auch jede artifizielle Restauration hat einen individuellen Charakter. Variation ist die Regel jeder permanenten Okklusion [4]. Während unterschiedlicher Entwicklungsphasen des stomatognathen Systems ist die Positionierung der Zähne vielfältigen Einflüssen unterworfen. Diese Anpassungsvorgänge zeigen bestimmte Muster und unterliegen funktionellen Kriterien [5]. Neben den funktionellen bzw. parafunktionellen Mustern und dem oralen Gesundheitsstatus liefert die kraniofaziale Morphologie entscheidende Informationen für die beste Restauration der Okklusion des individuellen Patienten [6]. Der vertikalen Dimension kommt bei der Behandlungsplanung eine Schlüsselrolle zu. Dabei ist es nicht entscheidend, ob natürliche Zähne oder Implantate vorhanden sind, oder ob bestimmte Therapiesequenzen oder Materialien geplant sind.

 

Ziel dieses Artikels ist es, die Behandlungsplanung aus der Sicht der Untergesichtshöhe darzustellen. Behandlungsplanung bedeutet, ein individuelles Behandlungskonzept zu entwickeln, auf mögliche Risiken zu überprüfen und die Machbarkeit festzustellen.

Definition der Untergesichtshöhe

biomechanics ill4-225Die Untergesichtshöhe ist definitionsgemäß der Winkel zwischen Spina nasalis anterior (ANS), konstruiertem Massenschwerpunkt des aufsteigenden Unterkieferastes (Xi) und Protuberantia menti (Pm) [7]. Es handelt sich dabei um eine der Möglichkeiten, die vertikale Dimension des Gesichtes zu beschreiben. Es wurden zunächst von verschiedenen Autoren, unter anderem von R. Ricketts, kephalometrische Normen publiziert. Schlussendlich konnte der Nachweis erbracht werden, dass die Untergesichtshöhe als höchst individueller Wert zu verstehen ist, der für jeden Menschen aufgrund seiner skelettalen Morphologie bestimmt und mit einem individueller Normwert hinterlegt werden kann [1].

In einer umfangreichen Studie der skelettalen Situation von Ober- zu Unterkiefer konnte nachgewiesen werden, dass in der Bevölkerung eine große Variabilität herrscht. Die Analyse ergab, dass eine Rücklage des Unterkiefers beim Erwachsenen am häufigsten zu finden ist. Die skelettale Klasse I Relation wurde weniger oft angetroffen, am seltensten die Klasse III Relation [Tab. 1].

 

Die Korrelation zwischen der Untergesichtshöhe und der skelettalen Relation Ober- zu Unterkiefer zeigt einen signifikanten Zusammenhang [1]. Die Untergesichtshöhe wird kleiner, je deutlicher die Diskrepanz zwischen Ober- und Unterkiefer ausgeprägt ist. Dadurch werden die unteren Frontzähne an die Oberkieferzähne angenähert und es kann eine sagittale Diskrepanz ausgeglichen werden. Damit sind die Kriterien für eine biologische Anpassung erfüllt [4]. 

Konsequenzen aus Veränderung der Untergesichtshöhe

biomechanics ill3 225Jede neue Einstellung der Untergesichtshöhe bedingt eine Veränderung vieler funktioneller und morphologischer Parameter im cranio-mandibulären System des individuellen Patienten. Aus biomechanischer Sicht sind davon die anatomischen Landmarken am Unterkiefer betroffen. Der Unterkiefer führt eine Rotationsbewegung durch, die dem Ausmaß des Vertikalisierens entspricht. Ein Absenken der Untergesichtshöhe bringt die anatomischen Landmarken nach vorne und oben, eine Erhöhung der Untergesichtshöhe resultiert in einer umgekehrten Verlagerung. Die Schneidekante der unteren Front wird zum Beispiel beim Absenken der Vertikalen nach vorne und oben verlagert, das heißt sie nähert sich der oberen Front. Dies kann einerseits bedeuten, dass der erwünschte Frontzahnkontakt hergestellt werden kann. Andererseits kann sofort offensichtlich werden, dass ein Absenken um diesen Betrag nicht möglich ist, falls nicht Maßnahmen an den Frontzähnen mit in die Behandlungsplanung aufgenommen werden.

Im Fernröntgen werden zur Analyse Strecken und Ebenen eingesetzt. Viele davon werden sowohl von Punkten des Schädels als auch von Punkten des Unterkiefers bestimmt. Eine Veränderung der Untergesichtshöhe beeinflusst daher auch diese Strecken und Ebenen. Messwerte, die durch solche veränderten Strecken und Ebenen definiert sind, sind daher ebenfalls Änderungen unterworfen. Es ist essentiell für das Verständnis um die grundlegenden biomechanischen Prinzipien, dass dadurch der generelle Bauplan des Schädels im Fernröntgen abgewandelt wird und somit auch die prinzipielle morphologische Struktur. Die Beurteilung sämtlicher individuell ermittelten Werte und ihre Beziehung zu den zugehörigen Normwerten und Standardabweichungen kann daher nur unter Berücksichtigung dieser Änderungen erfolgen.

Dies soll anhand weniger Beispiele dargestellt werden: die Gesichtsebene (Nasion Na – Pogonion Pg) wird durch die Verlagerung des Pogonions bei einer Absenkung der Untergesichtshöhe nach vorne und oben beeinflusst, der Facialwinkel FW (Winkel zwischen der Frankfurter Horizontalen und der Gesichtsebene) wird dadurch vergrößert. Die Facialachse (Pterygoid Pt – Gonion tangentiale) wird durch die Verlagerung des Gonion tangentiale beeinflusst, der Facialachsenwinkel dadurch vergrößert. Die Okklusionsebene OE (distaler Höcker erster unterer Molar - Incision inferius Ii) wird nach vorne und oben verlagert, wobei aufgrund der geometrischen Situation die Veränderungen im Bereich des Inzision inferius deutlicher zu finden sind und daher die Okklusionsebene flacher wird, die Okklusionsebenenneigung (Winkel zwischen der Okklusionsebene und der Achse Orbitale Ebene) wird kleiner. Die Zahnebene (A-Punkt – Pg) wird durch die Verlagerung des Pg nach vorne und oben beeinflusst, die Protrusion (nimmt ab) und die Inklination (wird geringer) der oberen Frontzähne werden dadurch beeinflusst. Der Kinnwinkel (Mandibularebene – Gesichtsebene) wird kleiner.

Aus klinischer Sicht sind fünf Bereiche relevant und die folgenden Konsequenzen zu berücksichtigen:

  • Konsequenz      1 – Planung und Umsetzung: Es ist bereits in der Planungsphase möglich, zu überprüfen, ob die gewählten restaurativen Maßnahmen technisch umsetzbar sind. Jede Restauration benötigt Platz, Mindestmaterialstärken sind in die Überlegungen einzubeziehen, Bauteile in der Implantologie und Prothetik zu berücksichtigen. Oft jedoch ist schlussendlich für die Restauration zu wenig Platz vorhanden. Die nun notwendig gewordenen Kompromisse wie das Unterschreiten der notwendigen Materialstärke oder der Verzicht auf okklusale Strukturen werden in Kürze zum Bumerang und führen zu einem erheblichen Mehraufwand oder sind die Ursache für den Misserfolg.
  • Konsequenz      2 – Ästhetik: Die niedrige Untergesichtshöhe wird mit Alter und Zahnlosigkeit verbunden. Eingefallene Weichteile, nicht mehr sichtbares Lippenrot und tiefe Falten können durch entsprechende Streckung im Sinne einer Vertikalisierung und guter Weichteilunterstützung wieder rückgängig gemacht werden. Skelettale Diskrepanzen im Sinne einer Retrognathie oder Prognathie werden durch den korrekten Einsatz der Untergesichtshöhe abgeschwächt und kompensiert.
  • Konsequenz      3 – Muskulatur: Muskelfunktion wird im wesentlich davon bestimmt, dass die Länge des Muskels optimal ist. Dies kann natürlich nur dann der Fall sein, wenn Ursprung und Ansatz des Muskels einen entsprechenden Abstand zueinander aufweisen. Vertikalisierungsmaßnahmen resultieren im Allgemeinen rasch in einer Harmonisierung der Muskelfunktionen, für den Patienten unmittelbar fühlbar in Entspannung, Schmerzfreiheit und Steigerung der Lebensqualität.
  • Konsequenz      4 – Okklusionsebene: Aus funktioneller Sicht besonders bemerkenswert und planerisch zu beachten ist jede Änderung der Okklusionsebene. Ein Absenken der vertikalen Dimension resultiert in einer flacheren Okklusionsebene. Die relative Kondylarbahnneigung RKN, berechnet als die Differenz von horizontaler Kondylarbahnneigung und Okklusionsebene, wird dadurch größer.      Dieser Wert kann als Parameter herangezogen werden, um die Okklusion funktionell zu erfassen. Ist der Wert für die RKN klein, so ist die Gefahr für okklusale Störfelder gegeben. Ein großer Wert deutet andererseits auf eine ineffiziente Kauleistung hin.
  • Konsequenz      5 – Funktionen: Die Funktionen des stomatognathen Systems sind Sprache und Kommunikation, Kauen und Schlucken, Ästhetik und nonverbale Kommunikation,      Stressverarbeitung und Haltung. Funktionen stellen komplexe Abläufe dar, die eng an morphologische Situationen geknüpft sind. Änderungen der strukturellen Situation (z.B.: Absinken der Vertikalen) wird in einem geänderten funktionellen Ablauf resultieren, wodurch in Folge jedoch wiederum Veränderungen an den Strukturen (z.B.: Kiefergelenkarthrose) verursacht werden können.

Simulation der Planung

biomechanics tab3 225Der Ausgangsbefund ist in Abb. 1 dargestellt. Es ist deutlich zu sehen, dass die Frontzähne nicht in Kontakt sind. Die Fernröntgenaufnahme wurde wie vorgesehen in habitueller Okklusion durchgeführt. Die Untergesichtshöhe liegt bei 47.8°(Pfeil). Der individuell berechnete Normwert wurde mit 45.3° (Abb. 2) berechnet. Der Ist-Wert liegt daher über dem Sollwert. Als erster Planungsschritt wird nun die Untergesichtshöhe um 1,8° auf rund 46° abgesenkt werden.

Es ist nach der Simulation (Abb. 3) zu erkennen, dass der Frontzahnkontakt hergestellt wurde. Analysiert man die Frontzahnrelation nach der Behandlungssimulation, so ist zu bemerken, dass sowohl die Werte für Inklination und Protrusion verbessert werden konnten. Dies deswegen, da das Pogonion nach vorne und oben verlagert wurden. Die Zahnebene (vom A-Punkt zum Pogonion) wird dadurch beeinflusst und somit sämtliche sich darauf beziehende Werte.

 

Warum ist es wichtig, jede Fallplanung mit der Einstellung der Vertikalen zu beginnen? Jede Modifikation der Untergesichtshöhe führt zu einer Änderung des morphologischen Aufbaus des Schädels. Dies bedingt wiederum eine Neuberechnung einiger Normwerte. Damit kann ein vorher nicht in das Gesamtkonzept passender Wert nun durchaus akzeptabel sein und keiner weiteren Maßnahme bedürfen. Die Auswirkungen eines solchen Vorgehens sind in dem exemplarischen Fall simuliert (Abb 4). Zunächst wird nun die Frontzahnstellung geändert und die Oberkieferfront aufgrund der erhöhten Inklination (Ausgangsbefund) bis zum Kontakt zur unteren Front zurückgebracht. Eine Absenkung ist nun aus dieser Situation nicht mehr möglich. Die dabei mögliche und eventuell aufgrund der flachen Gelenkbahnen therapeutisch sinnvolle Veränderung der Okklusionsebene im Sinne einer Abflachung ist dadurch nur mit erheblichem Mehraufwand durch Absenken der Okklusionsebene im distalen Bereich möglich.

Vom Fernröntgen in den Artikulator

biomechanics incisal h150Das Ausmaß der Veränderung kann mithilfe der Inzisalstifttabelle (Abb 3) sofort abgelesen werden. Dadurch ist es möglich, die Dimensionen abzuschätzen, die durch eine Veränderung der Vertikalen bedingt werden. In diesem konkreten Fall ergibt sich, dass das knöcherne Kinn Vertikal im Bereich des Mentons um 1.5 mm nach oben und sagittal in der Höhe des Pogonions um 3.1 mm nach vorne verlagert wird. Für therapeutische Entscheidung ist es oft essentiell, die Verlagerung der unteren Schneidekante zu kennen. Dies einerseits, um die Auswirkungen auf die Okklusionsebene und damit funktionelle Parameter abschätzen zu können, andererseits um den restaurativen Aufwand bzw. die restaurativen Möglichkeiten festzulegen.

 

In dieser Simulation zeigt sich, dass das Incision inferius um 2.0 mm sagittal und 2.2 mm vertikal nach vorne und oben verlagert wird. Damit konnte der Frontzahnkontakt hergestellt. Mit diesen Werten kann jedoch der Platzgewinn / -verlust analysiert werden, der sich aus vertikalisierenden Maßnahmen ergibt. Die Notwendigkeit, restaurative oder kieferorthopädische Maßnahmen zu ergreifen, kann daraus abgeleitet werden. Auch ist die Kommunikation mit dem Zahntechniker möglich, ob der Platz ausreicht, um die geplante Rekonstruktion auch materialtechnisch lege artis abwickeln zu können. Die Umsetzung der Planung in den Artikulator erfolgt über die Inzisalstifttabelle (Tab 3). Diese Tabelle ist ein Teil der GAMMA Software. Der neue Wert wird am Inzisalstift des Artikulators eingestellt (Abb 4). Die Konsequenzen in der Okklusion werden sofort offensichtlich. Es kann nun ein schlüssiges therapeutisches Konzept entwickelt werden. Gemeinsam mit dem Zahntechniker kann nun unter Berücksichtigung der funktionellen Werte ein Einschleif-Plan, ein diagnostische Set up oder ein Wax up umgesetzt werden.

Zusammenfassung

Die vertikale Dimension ist ein wichtiger Parameter in der Planung komplexer Fälle. Gerade aufwendige Rekonstruktionen erfordern die Einbeziehung biomechanischer Planungsparameter. Dies gilt auch für implantat-gestützte Restaurationen. Die Beurteilung und Festlegung der vertikalen Dimension aus vorwiegend ästhetischen Gesichtspunkten ist zu eindimensional gedacht. Die Berücksichtigung von biomechanischen Faktoren ist eine conditio sine qua non in der modernen Zahn-, Mund und Kieferheilkunde. Mit dem Erhöhen bzw. Absenken der Untergesichtshöhe wird der gesamte biomechanische Komplex des cranio-mandibulären Systems verändert. Die korrekte Berücksichtigung der Untergesichtshöhe stellt oft den Schlüssel zum therapeutischen Erfolg dar.

Referenzen

1 Slavicek, R.; Funktionelle Determinanten des Kauorgans Verlag zahnärztlich-medizinisches Schrifttum; München, 1984

2 Davies et al.; What is occlusion? BDJ 2001; 235 – 245

3 Slavicek R.; Die Funktionsanalyse bei fehlender oder gestörter Frontzahnführung JOrofacOrthop; Vol 40; 5; 1979

4 Ingervall, B.; Development of the occlusion: The permanent dentition; Mohl/Zarb/Carlsson/Rugh: A Textbook of Occlusion, 1988, QuintessenzPublishing Co., pp 48 -51

5 Slavicek, R.; Das Kauorgan, GAMMA Dental, 2000

6 Rinchuse, D. et al. ; A contemporary and evidence-based view of canine protected occlusion AJO-DO Vol. 132, pp. 90 – 102, 2007

7 RICKETTS, R.M.; Perspectives in the Clinical Application of Cephalometrics. Angle Orthod.; 51; 115-150; 1981