Experimentelle Datenerfassung und Finite Element Analyse der Kinetik okklusionsnaher funktioneller und dysfunktioneller Bewegungen des Kausystems zur Optimierung von Zahnersatz

• Antragsteller: Professor Dr. Marc Schmitter; Professor Dr.-Ing. Karl Schweizerhof
• Fachliche Zuordnung: Zahnheilkunde; Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 280729065

Bei der Herstellung von Zahnersatz spielt die okklusale Gestaltung eine entscheidende Rolle. Durch die notwendige Verlagerung der Herstellung ins Labor ist man auf eine exakte technische Reproduktion der Unterkieferbewegung angewiesen. Nur so kann interferenzfreier, aber dennoch kaueffizienter Zahnersatz hergestellt werden. Seit einigen Jahren wird Zahnersatz in zunehmendem Maße computergestützt konstruiert/gefertigt. Dies bietet die Möglichkeit, individuelle patientenspezifische Funktionsparameter bei der Herstellung besser zu berücksichtigen, als dies bei händisch gefertigten Restaurationen bisher möglich war. Dies setzt jedoch voraus, dass nicht nur kinematische (d.h. Bewegungen und Verformungen betreffende), sondern auch kinetische (d.h. Kräfte und Spannungen betreffende) Daten zur Verfügung stehen. Dies ist bisher nicht der Fall, da Bewegungen der Zähne, die Deformation der Unterkieferspange bei Kieferbewegungen, die Nachgiebigkeit der Parodontien und des Discus articularis der Kiefergelenke resp. aller beteiligten Gewebe unter dem Einfluss von Beiß- und Kaukräften derzeit nicht erfasst werden, insbesondere nicht unter solchen Kräften, die während der Dynamik des Kauprozesses entwickelt werden. In diesem Zusammenhang spielt auch Bruxismus eine zentrale Rolle, da hier außergewöhnlich hohe exzentrische Kräfte auf die Restaurationen wirken. Gerade bei vollkeramischem oder keramisch verblendetem Zahnersatz kann dies problematisch sein. Eine exakte interferenzfreie Anfertigung der okklusionsnahen Verzahnung der Restaurationen ist hier besonders wichtig. Daher sollen in der geplanten Studie die fehlenden Informationen mit Hilfe funktioneller Daten, die bei 22 gesunden Probanden erfasst wurden, ergänzt werden. Hierzu werden Beiß- und Kaukräfte, elektrische Muskelaktivitäten und Kieferbewegungen synchron registriert sowie MRT-Bilder angefertigt. Die gewonnenen Daten sollen dann ein bereits bestehendes Finite-Element-Modell des Kausystems, der Kiefergelenke, aller Kaumuskeln, Mandibula, Maxilla, Zähnen, Disci und Parodontien, so ergänzen, dass die Kinetik des Kauvorgangs und des Zähneknirschens realitätsnah simuliert werden kann. Schließlich sollen die unter kinetischen Bedingungen ermittelten Bewegungsbahnen dazu dienen, eine Vorgehensweise zu entwickeln, die eine Optimierung der computergestützten Fertigung von Zahnersatz für den okklusalen Nahbereich erlaubt. So kann eine störungsfreie Funktion des Zahnersatzes gewährleistet oder dessen Beschädigung während der Gebrauchsphase verhindert bzw. reduziert werden. Auch angesichts der steigenden Anzahl dentaler Implantate erscheinen diese Daten wichtig, weshalb auch der Einsatz von Implantaten und implantatgestütztem Zahnersatz im FE-Modell simuliert werden soll. Denn bei Implantatversorgungen ist das Implantat sehr rigide mit dem Knochen verbunden und in der Funktion oder Parafunktion auftretende okklusale Kräfte können nicht durch das Parodontium gedämpft oder abgefedert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen