DE4020315A1 - Behandlungssystem zur verwendung bei orthodontischen verfahren - Google Patents

Description

In der Kieferorthopädie werden verschiedenste Apparaturen, sogenannte "Behelfe" angewandt, wobei herausnehmbare Behelfe (Spangen) und festsitzende Behelfe unterschieden werden. Im europäischen Raum fanden und finden auch noch jetzt überwie­ gend herausnehmbare Geräte Anwendung, die als Wachstums-Sti­ mulatoren einen guten und sinnvollen Einsatzbereich haben. Diese Geräte werden u. a. in der Funktionskieferorthopädie eingesetzt und können intermittierend wirkende Kräfte her­ vorrufen, wobei jedoch nur eine eindimensionale Wirkung mög­ lich ist. Die festsitzenden Behelfe wirken durch ihre Mecha­ nik sowohl gleichzeitig dreidimensional als auch durch Zu­ satzgeräte, wie Headgear und Gummizüge, wachstumsstimulie­ rend, sind jedoch bezüglich des Wachstums nicht so effektiv wie bestimmte herausnehmbare Geräte. Dies hängt u. a. auch mit dem Behandlungsbeginn sowie mit bestimmten Wachstums­ spurten zusammen. Da jedoch der überwiegende Anteil der Fälle Kombinationsanomalien aus Wachstum und Einzelzahnfehl­ stellungen darstellt, ist meistens eine Kombinationstherapie aus primär herausnehmbaren Geräten und, insbesondere für dentale Abwegigkeiten mit Rest-Wachstums-Problemen, fest­ sitzenden Geräten indiziert. Geschichtlich ist die "Kiefer­ orthopädie" in näheren Sinne im europäischen Raum gewachsen und beinhaltet im wesentlichen nur herausnehmbare Geräte, wohingegen die "Orthodontie" überwiegend im amerikanischen Raum entwickelt wurde und mehr festsitzende Behandlungstech­ niken beinhaltet.

Die festsitzenden Behandlungstechniken setzen sich im we­ sentlichen aus zwei Basiseinheiten zusammen. Der eine Teil, das Band oder Bracket, ist fest auf den einzelnen Zähnen fixiert und enthält eine Fräsung (Slot) mit bestimmtem Quer­ schnitt, und der andere Teil, der Bogen, wird in diese Fräsung hineingebunden.

Die Bänder waren zunächst Metallringe mit aufgeschweißten Attachments, welche auf den einzelnen Zähnen im Oberkiefer und Unterkiefer befestigt wurden. Brackets sind im wesentli­ chen nur Attachments, welche direkt auf die Zähne aufgeklebt werden. Der durch die Vierkantfräsung des Brackets gelegte Bogen wird mit Ligaturen bzw. Powerchains befestigt.

Bei einer Vierkantfräsung mit eingebundenen Vierkantbögen kann von Zahn zu Zahn eine dreidimensionale Krafteinwirkung ausgeübt werden. Bei der Positionierung der einzelnen Brackets auf dem jeweiligen Zahn muß vom Behandler eine genaue Höhe eingehalten werden, damit nicht bei einem einge­ bundenen Bogen (straight wire) der eine Zahn "länger" als der andere ist. Zudem muß dann eine bestimmte Angulation der Brackets beachtet werden. Durch die Krümmung der Basis des Brackets ist es sinnvoll, eine bestimmte Angulation pro Bracket (pro Zahn) in die Fräsung einzuarbeiten. Das gleiche gilt für die dritte räumliche Dimension der Verbindung (torque).

Hierzu wurden verschiedenen Techniken entwickelt, die sich im wesentlichen durch unterschiedliche Angulations- und Torquewerte in den Brackets unterscheiden. Die heute ange­ wandten Techniken sind insbesondere die Jaraback-, Rickets-, Alexander-, Hilgers- und Roth-Technik. Ein Überblick über die verschiedenen Techniken ist beispielsweise aus "Handbuch für die Kieferorthopädische Praxis", Band 2, des Berufsver­ bandes der deutschen Kieferorthopäden (BDK), Stand Dezember 1988, zu entnehmen. Allen diesen Techniken gemeinsam ist einerseits die Vierkantfräsung und dazu ein Vierkantbogen. Mit Ausnahme der Roth-Technik wird eine Fräsung der Brackets von 0,018 × 0,025 inch angewandt, und dazu Vierkantdraht­ stärken von 0,016 × 0,016, 0,016 × 0,022, 0,017 × 0,022, 0,017 × 0,025 und 0,018 × 0,025 inch. Bei der Roth-Technik wird eine dickere Fräsung von 0,022 × 0,025 inch mit ent­ sprechend dickeren Drähten verwendet. An dieser Stelle sei angemerkt, daß alle gängigen Bogenquerschnitte in "inch" bzw. "1/1000 inch" bemessen sind; 1 inch = 25,4 mm.

Speziell bei der frühen Jaraback-Technik wurden, um die enormen Kraftgrößen von Zahn zu Zahn zu reduzieren, in bestimmten Behandlungsabschnitten, vor allem in der anfäng­ lichen Nivellierungsphase, sogenannte Mulitloopbögen einge­ setzt. Dabei enthielten die Drähte zwischen den einzelnen Zähnen einzelne Loops (Schleifen), um möglichst viel Draht zwischen die Zähne zu bringen, um damit die Kraftgrößen zu reduzieren. Die Nachteile dieser Technik bestehen darin, daß es sehr schwierig und zeitaufwendig ist, den Draht entspre­ chend zu biegen, und daß die Kontrollierbarkeit der eingebo­ genen Kräfte stark verringert ist. Zudem ist die Reinigung der Zahnfläche gerade in diesen Zahnzwischenräumen sehr problematisch.

Diese Behandlungsbereiche werden heute vielfach durch neue Drahtentwicklungen, nämlich geflochtene und sehr elastische Drähte, ersetzt. Um mit möglichst geraden "ungebrochenen" Bögen zu arbeiten, also die vielen Loops zu umgehen, ent­ wickelte man neue Legierungen mit verschiedener Steifheit, Resilienz und Elastizität.

Da jedoch die Variabilität des sogenannten "Spans", d. h. der Bracket-Distanz von Zahn zu Zahn beim Patienten, sich in festen biologischen Grenzen hält, stößt bei einer bestimmten Drahtdicke und beim üblicherweise vorgegebenen Slotquer­ schnitt von 0,018 × 0,025 inch die Beherrschbarkeit der applizierten Kraftgröße von Zahn zu Zahn bei jeder Legierung durch die Dicke des Drahtes an sehr enge physikalische Grenzen.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Kraftgrößen bei der Anwendung der herkömmlichen Techniken und Drähte zu groß, zu wenig elastisch und nicht kontrollierbar bzw. dosierbar sind. Die von einem vergüteten Stainless Steel-Draht bei den herkömmlichen Techniken ausgehende Kraftgröße im Arbeitsbo­ gen ist für biologische Vorgänge und Vorgaben viel zu groß. Um Schädigungen an den Zahnwurzeln (Wurzelresorptionen) und am Zahnhalteapparat (Paradontien) zu vermeiden, müssen mög­ lichst niedrige Kraftgrößen zur Zahnverschiebung angewandt werden. Zu große Kraftgrößen bewirken nekrotisches Hyalini­ sationsgewebe und führen zu Schädigungen des Knochens wie des Paradontiums bis hin zu teilweisen Unbeweglichkeiten von Zähnen durch ankylotische Prozesse, d. h. direktes Verwach­ sen der Zahnwurzel mit dem Alveolarknochen, wobei dann das Parodontalgewebe dazwischen fehlt. Die herrschenden biome­ chanischen Prinzipien sind beispielsweise ausführlich darge­ stellt in dem Aufsatz "Biomechanische Prinzipien der Gewebs­ reaktion" von Kaare Reitan in "Grundlagen und moderne Tech­ niken der Kieferorthopädie", Seiten 149 bis 279.

Die erforderlichen niedrigen Kraftgrößen lassen sich jedoch mit den zur Zeit verfügbaren Techniken und Drähten nicht er­ reichen, auch nicht durch die genannten neuen Drahtlegierun­ gen. Zwar wurden auch schon die Verwendung runder gezogener Drähte mit kleinerem Drahtdurchmesser vorgeschlagen, diese Drähte eignen sich aber nur für die Nivellierungsphase.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Behand­ lungssystem zur Verwendung bei orthodontischen Verfahren be­ reitzustellen, bei dem die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden, und mit dem sich biologisch verträgliche Kraftgrößen gezielt einstellen lassen.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, als Bögen Drähte zu verwenden, die aus herkömmlichen Legierungen her­ gestellt sind, aber einen geringeren Querschnitt als die bisher verwendeten Drähte aufweisen. Bei dem erfindungsge­ mäßen Behandlungssystem werden deshalb Drähte verwendet, die Querschnitte von 0,010 × 0,020, 0,011 × 0,020, 0,012 × 0,020, 0,013 × 0,020, 0,014 × 0,020 und 0,015 × 0,20 inch oder 0,010 × 0,022, 0,011 × 0,022, 0,012 × 0,022, 0,013 × 0,022, 0,014 × 0,022 und 0,015 × 0,022 inch aufweisen. Als Schlußbogen können Drähte mit der Stärke 0,016 × 0,020 oder 0,016 × 0,022 inch verwendet werden.

Es hat sich gezeigt, daß beispielsweise ein vergüteter Stainless Steel-Vierkantdraht mit einem Querschnitt von 0,010 × 0,020 inch alle gewünschten Eigenschaften an Härte, Biegefestigkeit, Elastizität und damit an der zum Biegen aufzuwendenden Kraftgröße besitzt, ein derartiger Draht läßt sich bei der Behandlung optimal durch den sogenannten "Biegefinger" ziehen. Beispielsweise weist ein Draht des Querschnitts 0,010 × 0,020 inch einen um mehr als 40% klei­ neren Querschnitt als die bisher verwendeten Drähte der Stärke 0,016 × 0,022 inch und damit entsprechend verringerte Biegesteifigkeit und zum Biegen erforderliche Kraft auf. Drähte der Dicken 0,010 × 0,022, 0,011 × 0,022 und 0,012 × 0,022 inch bzw. 0,010 x 0,020, 0,011 x 0,020 und 0,012 × 0,020 inch können z. B. zur kontrollierten Intrusion der Fronten bei guter buco-lingual-Kontrolle der Molaren mit gleichzeitigen leichten Nivellierungsvorgängen verwendet werden. Drähte der Dicken 0,014 × 0,022 und 0,015 × 0,022 inch bzw. 0,014 × 0,020 und 0,015 × 0,020 inch können z. B. als Nivellierungsbögen mit Torquekontrolle und als Arbeits­ bogen, wie als Schluß- und Idealbogen, verwendet werden.

Als Drahtmaterial sind im wesentlichen alle herkömmlichen Drahtlegierungen verwendbar, wie sie z. B. von der Fa. Ormco Corporation, Glendora, Kalifornien, USA, angeboten werden, vgl. deren Broschüre "The right wire for every phase of treatment", Print no. 070-5011, 1987.

Die erfindungsgemäß als Bögen verwendeten Vierkantdrähte weisen gegenüber den herkömmlichen dickeren Drähten die nachstehenden wesentlichen Vorteile auf.

Die Schmerzempfindungen des Patienten bei neuen Bögen sind deutlich herabgesetzt.

Die Wirkungsdauer der erfindungsgemäßen Drähte ist wesent­ lich länger, da die Drähte aufgrund ihres kleinen Quer­ schnittes mehr Spiel im Slot der Brackets oder Bänder haben und, ähnlich wie Multiloopbögen, wie Federn wirken. Als gerader Bogen eignen sie sich jedoch für alle Behandlungsab­ schnitte. Im Gegensatz zu den bekannten Bögen, die meist nur eine kurze Zeit, beispielsweise einige Tage, mit höchster Kraft wirken, und die Blutzufuhr abquetschen können, ist bei den erfindungsgemäßen Drähten die Krafteinwirkung auf die Zähne über einen längeren Zeitraum möglich und bleibt in biologisch verträglichem Rahmen.

Durch die dreidimensionale impulsartige Führung der Drähte ist ein "Fließen" der Wurzeln im Alveolarbett gewährleistet, so daß eine für jeden Patienten notwendige Individualität gewährleistet ist. Die Wurzelspitzen schleifen nicht, wie bei herkömmlichen Techniken, ständig im Kompaktabereich, sondern mehr im spongiösen "weichen" Knochen.

Durch die niedrigeren Kraftgrößen ist eine genaue Dosierbar­ keit in allen Dimensionen, speziell auch für Extrusionen und Intrusionen bestimmter Zähne sowie Zahngruppen, aus physika­ lischen Gründen leichter, wodurch auch Nebenwirkungen eher vermieden werden können.

Da die Blutzufuhr nicht abgequetscht wird, können auch Um­ bauvorgänge schneller stattfinden, Nekrosen und damit Wur­ zelresorptionen und Paradontaleffekte werden weitestgehend vermieden. Insgesamt lassen sich somit bei Verwendung der erfindungsgemäßen Drähte schnellere und bessere Gesamtergeb­ nisse herbeiführen bei gleichzeitig geringeren Schmerzen und Gefährdungen für die Patienten.

Vorzugsweise werden als Drähte Stainless Steel-Drähte ver­ wendet, die vergütet werden, z. B. mittels einer Flamme, nachdem sie gebogen wurden. Durch die Vergütung kann eine zusätzliche Federkraft erzielt werden.

Im Rahmen der Erfindung wird zu den vorstehend beschriebenen Drähten vorzugsweise eine entsprechend ausgewählte Fräsung (Slot) im Bracket oder Band ausgebildet, damit eine feinere Justierbarkeit insbesondere für die Schlußphase des Behand­ lungsverfahrens ermöglicht wird. Nachstehend wird der Ein­ fachheit halber nur der Begriff "Bracket" verwendet, es soll jedoch hiermit klargestellt werden, daß dieser Begriff er­ findungsgemäß sowohl Brackets als auch Bänder umfaßt. Vor­ zugsweise beträgt die Slotgröße 0,016 × 0,022 oder 0,017 × 0,022 inch bzw. 0,016 × 0,023 oder 0,017 × 0,023 inch, für den Schlußbogen auch 0,018 × 0,025 inch. Ein Draht mit einem Querschnitt von 0,010 × 0,020 inch weist in einem Slot mit einem Querschnitt von 0,016 × 0,022 genügend Spielraum auf, um eine gezielte dreidimensionale Krafteinwirkung biologisch verträglich zu ermöglichen. Erfindungsgemäß kann das Spiel des Drahts im Slot in der kurzen Kantenrichtung mindestens 0,003 inch und bis zu 0,007 inch betragen, während es bei herkömmlichen Systemen mit Drähten von 0,016 × 0,022 inch und Slots von 0,018 × 0,025 inch nur 0,002 inch beträgt.

Die gegenüber herkömmlichen Techniken schmäleren Slots haben außerdem den Vorteil, daß die Bracketdicke flacher und damit für die Lippe bzw. Wange des Patienten angenehmer ist.

In einem aus den vorstehend beschriebenen Drähten und Brackets bestehenden Behandlungssystem sind die Angulationen der eingangs beschriebenen herkömmlichen Techniken ebenfalls einstellbar.

Das erfindungsgemäße Behandlungssystem und das erfindungsge­ mäße Orthodontieverfahren lassen sich mit dem Begriff "funk­ tionelle Orthodontie" beschreiben, da sie die Vorteile der eingangs beschriebenen funktionellen Kieferorthopädie mit den Vorteilen der Orthodontie kombinieren. Erfindungsgemäß lassen sich gezielte, kontrollierte Kräfte einsetzen, welche weder durch die bekannten kleinen runden Bögen alleine, noch durch die bekannten Vierkant-Bögen erzielt werden können. Mit dem erfindungsgemäßen Behandlungssystem lassen sich intermittierend wirkende Kräfte erzielen, wie sie bisher nur bei der Funktionskieferorthopädie beobachtet wurden. Im Gegensatz zur Funktionskieferorthopädie, bei der nur eindi­ mensionale Kräfte mit kippender Wirkung möglich sind, lassen sich mit dem erfindungsgemäßen System intermittiernde Kräfte auch dreidimensional erzielen, wobei eine dreidimensionale Bewegungsmöglichkeit von Zähnen gezielt bewirkt werden kann. In Verbindung mit den deutlich reduzierten Kraftgrößen ist durch das erfindungsgemäße System ein Bindeglied zwischen der bisherigen Orthodontie und der Funktionstherapie mög­ lich. Durch geeignete Wahl des Drahtquerschnitts und Abstim­ mung der Querschnitte der verwendeten Drähte und Slots auf­ einander in einer Weise, daß die Drähte ausreichend Spiel in den Slots haben, läßt sich, insbesondere durch die intermit­ tierend auftretenden Kraftimpulse, eine schonendere, schnellere und gezieltere Behandlung der Patienten ermögli­ chen.

Bei herkömmlichen Systemen ist das Bracket fest mit seiner Basis verbunden. Auch bei dem erfindungsgemäßen Behandlungs­ system kann das Bracket fest auf seiner Basis aufgebracht sein, beispielsweise mit der Basis verschweißt oder verlö­ tet. Besonders vorteilhafte Wirkungen lassen sich erzielen, wenn das Bracket verschiebbar auf seine Basis aufgesetzt ist. Wenn das Bracket verschiebbar aufgesetzt ist, hat dies den Vorteil, daß alle Slotquerschnitte jederzeit und auch in Teilbereichen der jeweiligen Behandlungssituation angepaßt und ausgewechselt werden können, ohne daß das ganze Bracket entfernt werden muß und die Zähne durch eine neue Konditio­ nierungs- und Klebephase geschädigt werden. Zudem wird durch das kurze Aufschieben des Brackets auf seine Basis auch die Zeitdauer der Behandlung wesentlich verkürzt und damit die Kosten erniedrigt.

Dadurch, daß sich Brackets mit verschiedenen Slotdicken und Slotquerschnitten rasch auswechseln lassen, bietet sich dem Orthopäden eine große Vielfalt von Applikationsmöglichkeiten von kleinen, intermittierend wirkenden Kräften in der Initialphase der Behandlung, und für die Schlußphase kann bei der erfindungsgemäßen Verringerung der Slotquerschnitte beispielsweise eine Full-Engagement-Technik mit dünnerem Bogen angewandt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Einstellung des auf­ setzbaren Brackets auf der Basis in seiner Höhe und Rotation sowie Kippung variiert werden kann. Dadurch ist es möglich, Positionierungsfehler der Bracketbasis auf dem Zahn durch geeignete Verschiebung des aufsetzbaren Brackets auf der Basis zu korrigieren. Hierdurch lassen sich Behandlungsfeh­ ler ausschließen oder zumindest korrigieren. Das höhen- und drehverstellbare Aufbringen des Brackets auf seiner Basis kann in beliebiger und dem Fachmann geläufiger Weise reali­ siert werden.

Claims (14)

1. Vierkantdraht zur Verwendung als Bogen bei orthodonti­ schen Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden kurzen Kanten des Drahts kürzer als 0,016 inch und die beiden langen Kanten des Drahts kürzer als 0,022 inch sind.

2. Draht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen Kanten 0,010 bis 0,015 inch lang sind.

3. Draht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden langen Kanten 0,020 inch lang sind.

4. Draht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Draht aus vergütetem Stahl besteht oder nach dem Biegen vergütet wird.

5. Draht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Draht aus einer für Orthodontiedrähte gebräuchlichen Legierung besteht.

6. Bracket oder Band zur Verwendung bei orthodontischen Verfahren, welches einen im Querschnitt rechteckigen Slot zur Aufnahme eines als Bogen verwendeten Drahtes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die kürzeren Sei­ ten des Slotquerschnitts kürzer als 0,018 inch und die längeren Seiten des Slotquerschnitts kürzer als 0,025 inch sind.

7. Bracket oder Band nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die kürzeren Seiten des Slotquerschnitts 0,016 bis 0,017 inch lang sind.

8. Bracket oder Band nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die längeren Seiten des Slotquer­ schnitts 0,022 bis 0,024 inch lang sind.

9. Behandlungssystem zur Verwendung bei orthodontischen Verfahren, gekennzeichnet durch einen Satz von Drähten nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und Brackets oder Bän­ der nach einem der Ansprüche 6 bis 8.

10. Behandlungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Querschnitte der Drähte und die Quer­ schnitte der Slots der Brackets oder Bänder so aufeinan­ der abgestimmt sind, daß die Drähte ausreichendes Spiel in den Slots aufweisen, um eine gezielte dreidimensio­ nale Krafteinwirkung mit biologisch verträglichen Kräf­ ten auf die einzelnen Zähne zu ermöglichen.

11. Behandlungssystem zur Verwendung bei orthodontischen Verfahren, insbesondere nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Brackets auf der Bracketbasis verschiebbar angeordnet sind.

12. Orthodontieverfahren zur Behandlung der Fehlstellung von Zähnen, gekennzeichnet durch die Verwendung von Drähten nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder von Brackets nach einem der Ansprüche 6 bis 8 und/oder eines Behand­ lungssystems nach einem der Ansprüche 9 bis 11.

13. Orthodontieverfahren zur Behandlung der Fehlstellung von Zähnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der als Bogen verwendeten Drähte und das Spiel der Drähte in den Slots der verwendeten Brackets so gewählt werden, daß eine dreidimensionale Bewegungsmöglichkeit der Zähne mit biologisch verträglichen Kraftgrößen gezielt bewirkt werden kann.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräfte mittels der Bögen intermittierend übertragen werden.