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Das Anliegen dieser Studie war es, die mögliche Interaktion zwischen Okulomotorik und orofacialem System zu untersuchen.Der Einfluss der dentalen Okklusion auf das muskuloskelettale System wurde durch viele Publikationen eingehend untersucht. Wir stellten uns die Frage nach Auswirkungen der Okklusion und Kaumuskelaktivität auf die äußeren Augenmuskeln. Zunächst konnte durch die Literaturrecherche ein intensiver Austausch zwischen diesen funktionell und anatomisch eng verknüpften Kompartimenten dargestellt werden. Die durchgeführten optometrischen Tests zeigten signifikante Änderungen während der Messungen mit Bissmanipulation durch Zinnfolien im Vergleich zu denen ohne Intervention. Es wurde der Konvergenznahpunkt und die Fusionsbreite in der Horizontalen bei 100 Probanden bestimmt. Die Ergebnisse legen eine Wechselwirkung zwischen Augenbewegung und Kaumuskulatur nahe. Für weiterführende Studien wäre eine interdisziplinäre Zusammenarbeit mit Optometristen empfehlenswert.

Ziel: Aussagen zur Scherhaftfestigkeit und Torsionsstabilität 3D-gedruckter Polymethacrylat-Brackets mit makroretentiver bzw. mikroretentiver Basis im Vergleich zu konventionell hergestellten Kunststoff-Brackets. Material und Methode: Die mit der Software FreeCad 0,16 (freecadweb.org) konstruierten Brackets (Standard Edgewise-Bracket mit 22 inch Slotgröße, Torque 0°, und Tip 0°) wurden im DLP-Verfahren aus einem medizinisch zugelassenen Polymethacrylat (SHERAprint ortho Plus, SHERA, Lemförde) 3D-gedruckt. Die Nachhärtung erfolgte in zwei Zyklen unter Stickstoff Schutzatmosphäre (1,5bar, je 3000 Blitze, 10/sec, 200 Watt, 280 bis 580nm) (Otoflash G171, NK Optik, Baierbrunn) nach einer Reinigung im Ultraschallbad (2 x 2min, 90% Ethanol). Zur Untersuchung der Scherhaftfestigkeit wurden bei 40 dieser Brackets Retentionsrillen in die Basis konstruiert (Makroretention). Weitere 40 Brackets erhielten eine glatte Bracketbasis, die 3 Sekunden lang mit Aluminiumoxidkristallen sandgestrahlt wurde (Mikroretention). Als Kontrollgruppe dienten konventionelle Kunststoffbrackets vergleichbarer Größe (Brilliant, Forestadent, Pforzheim). Die Brackets aller drei Versuchsgruppen wurden im Standard-etch- Verfahren mit lichtpolymerisierendem Adhäsiv auf bovinen Zahnprüfkörpern befestigt und einem Thermocycling unterzogen (1000 Zyklen, je 30sec, 5/55°C). Die Ermittlung der Scherhaftfestigkeit erfolgte gemäß DIN 13990-246 in einer Universalprüfmaschine (Zwick BZ050/TH3A, Zwick Roell, Ulm). Zur statistischen Auswertung wurden eine einfaktorielle Varianzanalyse (ANOVA), der t-Test und der Mann-Whitney-Test durchgeführt. Zur Durchführung der Torsionsstabilitätversuche wurden die bereits in den Scherversuchen verwendeten Bracketgrundkörper um einen Lastarm erweitert. Eine in die Universalprüfmaschine eingespannte Haltekonstruktion diente der Fixierung eines senkrecht zur Druckrichtung ausgerichteten geraden Stangendrahts (Querschnitt von 0,019 inch x 0,025 inch), an dem der Bracketanteil der Prüfkörper mit einer kieferorthopädischen Stahlligatur befestigt wurde. Die Torque- und Tipbewegung entstand durch Kraftapplikation des Druckscherbügels auf den Lastarm des Prüfkörpers. Ergebnisse: 3D-gedruckte Brackets mit makroretentiver Basis zeigten eine Scherhaftfestigkeit von 3,89 ± 1,0663MPa. Bei 3D-gedruckten Brackets mit mikroretentiver Basis wurde eine signifikant geringere Scherhaftfestigkeit von 3,09 ± 1,0454MPa ermittelt. Die Kontrollgruppe mit konventionell hergestellten Kunststoffbrackets zeigte eine vergleichbare Scherhaftfestigkeit von 3,84 ± 0,995MPa. Die in der Literatur beschriebene minimale Scherhaftfestigkeit von 6MPa wurde von keiner der Versuchsgruppen erreicht. Die Torsionsstabilität 3D-gedruckter Bracket zeigte beim maximalen Torque einen Mittelwert von 51,10 ± 9,40Nmm, das mittlere maximale Tipdrehmoment betrug 32,42 ± 5,43Nmm. Schlussfolgerungen: Die Scherhaftfestigkeitswerte 3D-gedruckte Brackets mit Makroretention ähneln denen von konventionell hergestellten Kunststoffbrackets. Um den klinischen Anforderungen besser gerecht zu werden, bedarf es hier allerdings noch einer Steigerung. Die Bruchfestigkeit 3D-gedruckter Brackets in Bezug auf die Torsionsbelastung, sowohl unter Torque- als auch unter Tipbewegung, scheint für den klinischen Gebrauch hingegen angemessen zu sein. In-office verwendbare 3D-Drucker könnten zukünftig für die Herstellung individualisierter Multibracket-Apparaturen genutzt werden.

Mit der vorgelegten Arbeit galt es zu klären, inwiefern sich die Konstruktionsart des FFF-3D-Druckers (Fused Filament Fabrication) auf die Exaktheit und Oberflächenbeschaffenheit 3D-gedruckter Zahnbögen auswirkt und ob sich sowohl der kartesische-FFF-3D-Drucker als auch der Delta-FFF-3D-Drucker hinsichtlich der Präzision zur Herstellung von Zahnbögen im Rahmen einer Aligner-Therapie einsetzen lässt. Darüber hinaus war der Einfluss der Slicing-Software auf die Präzision und Oberflächenbeschaffenheit der gedruckten Zahnbögen Schwerpunkt der Untersuchungen. Als Nebenaspekt wurden die Herstellungszeiten der Druckverfahren verglichen sowie die Auswirkungen steigender Druckgeschwindigkeiten auf die Zahnbögen analysiert. Zur Ermittlung des präzisesten Druckverfahrens wurden die Intraoralscans von zehn zufällig ausgewählten Patienten der Universität Greifswald mit beschriebenem kartesischen-FFF-3D-Drucker und Delta-FFF-3D-Drucker der Firma Tevo 3D Electronic Technology Company Ltd., Zhanjiang China hergestellt. Zum Vergleich der verschiedenen Slicing-Software erfolgte die Vorbereitung dieser Dateien auf den 3D-Druck mit drei der bekanntesten Slicing-Software. Neben der kostenpflichtigen Software Simplify3D (Simplify3D, LLC. Cincinnati, USA) wurden die Open Source Slicing-Software Cura (Ultimaker B.V. Udrecht, Niederlande) und Slic3r (entwickelt von Alessandro Ranellucci) genutzt. 132 gedruckte Zahnbögen wurden im Verlauf der Analyse zum einen nach kieferorthopädischen Gesichtspunkten manuell mittels digitaler Schieblehre (SKANTEK GmbH, Erlangen) vermessen. Zum anderen erfolgte zur Ermittlung der mikroskopischen Präzision der 3D-Druckverfahren die Messung von Höckerspitzenabständen ausgewählter Zähne mithilfe des Digitalmikroskops VHX 6000 von Keyence (Keyence Deutschland GmbH, Neu-Isenburg). Nach erneuter Digitalisierung der gedruckten Zahnbögen durch den optischen Oberflächenscanner Zirkonzahn AR600 ARTI (Zirkonzahn, Püstertal, Tirol, It) fand zusätzlich eine digitale Überlagerung von Intraoralscan und gedrucktem Zahnbogen mittels der Software CloudCompare (v. 2.10.2) statt. Hierdurch sollten Abweichungen der Druckverfahren ermittelt werden, welche sich ggf. durch die beschriebenen Messverfahren nicht ermitteln ließen. Zur Beurteilung der Oberflächenbeschaffenheit wurden die Zahnbögen zusätzlich mit dem oben genannten Digitalmikroskop unter 30-facher Vergrößerung untersucht. Nach Durchführung der Untersuchungen lässt sich festhalten, dass sich sowohl der kartesische-FFF- und der Delta-FFF-3D-Drucker als auch die Slicing-Software hinsichtlich ihrer Präzision 3D-gedruckter Zahnbögen unterscheiden. Zudem besteht sowohl ein signifikanter Zusammenhang zwischen der 3D-Drucker Konstruktionsart als auch der Slicing-Software und der Herstellungszeit pro Zahnbogen. Der Delta-FFF-3D-Drucker wies in Bezug auf die Zahnbogenvermessung entlang der Z-Achse die signifikant größten Abweichungen auf. Ebenso wichen die Höckerspitzenabstände der Delta-Zahnbögen am deutlichsten von den CAD-Dateien der Intraoralscans ab. Das insgesamt beste Ergebnis erzielten insbesondere aufgrund der im Vergleich signifikant geringer ausfallenden Abweichungen der Höckerspitzenabstände die mit kartesischem-FFF-3D-Drucker und der Slicing-Software Slic3r gedruckten Zahnbögen. Hinsichtlich der digitalen Überlagerung von Intraoralscan und erneut digitalisierten Zahnbögen ließen sich für die Cura- und Slic3r-Zahnbögen die höchste Übereinstimmung feststellen. Die visuelle Inspektion der Zahnbogenoberfläche bei 30-facher Vergrößerung bekräftigte dieses Ergebnis. Die Oberfläche zeigte sowohl bei den Slic3r-Zahnbögen als auch bei den Cura-Zahnbögen das optisch sauberste Ergebnis. Obgleich der Tatsache, dass der Delta-FFF-3D-Drucker die Zahnbögen in signifikant kürzerer Zeit herstellt, ist aufgrund der größer ausfallenden Abweichungen der Einsatz für die Zahnbogenherstellung im Rahmen einer Aligner-Therapie nach dieser Studie nicht empfehlenswert. Hinsichtlich der Slicing-Software konnten keine signifikanten Unterschiede in Bezug auf die Präzision der Zahnbögen ermittelt werden. Zu erwähnen ist jedoch, dass die mit der Slicing-Software Slic3r auf den 3D-Druck vorbereiteten Zahnbögen die geringsten Abweichungen aufwiesen. Die Verwendung von kostenloser Open-Source Slicing-Software scheint für den klinischen Gebrauch durchaus angemessen. Bezogen auf die Druckzeiten konnte der Delta-FFF-3D-Drucker im Vergleich zu allen Vergleichspartnern die Zahnbögen in kürzester Zeit herstellen. Ebenso wurden die mit der Slicing-Software Simplify3D gedruckten Zahnbögen im Vergleich zu den mit Cura- und Slic3r gedruckten Zahnbögen in signifikant kürzerer Zeit hergestellt. Ein signifikanter Einfluss sowohl der 3D-Drucker Hardware als auch Software auf die Herstellungszeit konnte somit bestätigt werden. Eine Steigerung der Druckgeschwindigkeit bis 6000mm/min erscheint nach dieser Studie als zumutbar. Aufgrund der Tatsache, dass die Zahnbögen in ihrer Präzision und Oberflächenbeschaffenheit mit steigender Druckgeschwindigkeit an Qualität verlieren, ist von einer weiteren Geschwindigkeitserhöhung abzuraten.

In der Vergangenheit wurden bereits kieferorthopädische Größen wie vordere und hintere Zahnbogenbreite oder Zahnbogenlänge hinsichtlich ihrer Veränderungen im Erwachsenenalter untersucht (Humerfelt et Slagsvold, 1972; Bondevik, 1998; Harris et al., 1998; Akgül et Toygar, 2002; Tsiopas et al., 2013; Bondevik, 2015). Ebenso erfolgte ein Vergleich der WALA-FA- Abstände zwischen verschieden Altersgruppen (Gupta et al., 2010; Kong-Zárate et al., 2017). Longitudinale Untersuchungen zu den WALA-FA-Abständen fehlen jedoch im Schrifttum. Somit galt es als Ziel der vorliegenden Arbeit, mithilfe der SHIP-Studie longitudinale Veränderungen im Erwachsenenalter über einen Zeitraum von 17 Jahren zu untersuchen. Des Weiteren sollten Mittelwerte für die Probanden der Region Vorpommern ermittelt und verschiedene Einflussfaktoren untersucht werden. Dafür wurden aus der SHIP-Studie 353 Probanden (201 ♀, 152 ♂) ausgewählt, von denen sowohl für SHIP-0 als auch 17 Jahre danach im Rahmen von SHIP-3 Unterkiefermodelle angefertigt wurden. Es erfolgte eine digitale Vermessung der beiden Modelle für jeden Probanden. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigten, dass sich die WALA-FA-Abstände von 35-37 und 46-47 über den Zeitraum von 17 Jahren verkleinerten. Gleichzeitig nahm die hintere Zahnbogenbreite zu. Das gleichzeitige Auftreten dieser beiden Veränderungen lässt auf eine Aufrichtung der Seitenzähne, insbesondere des ersten und zweiten Molaren, schließen. Dadurch kann auf eine Abflachung der Wilson-Kurve geschlossen werden (Marshall et al., 2003; Dindaroğlu et al., 2016). Bereits Dindaroğlu et al. (2016) vermuten in ihren Untersuchungen zur Wilson-Kurve und zum WALA-FA-Abstand, dass die sagittale und transversale Kompensationskurve durch okklusale Attrition beeinflusst werden können. Die Autoren sind der Auffassung, dass die Veränderung der Wilson-Kurve dabei ausgeprägter sei als die der Spee-Kurve, auch wenn die Attrition der Höcker nicht gleichmäßig wäre. Sie vermuten auch, dass eine Kippung der Seitenzähne nach bukkal stattfindet. Demnach könnte eine Änderung der Wilson-Kurve direkt die WALA-FA-Abstände beeinflussen (Dindaroğlu et al., 2016). Diese Vermutungen werden durch die Erkenntnisse der vorliegenden Arbeit bestätigt. Es sollten dennoch weitere longitudinale Studien zur Bestätigung dieses Sachverhalts durchgeführt werden. Hinsichtlich der Untersuchung der Einflussfaktoren zeigte sich, dass Geschlecht, Körpergröße, Parodontitis-Parameter, kieferorthopädische Parameter und Kauseitenpräferenz die WALA- FA-Abstände beeinflussen können. Dazu sollten jedoch weitere Studien mit entsprechenden Analysemethoden durchgeführt werden, um genauere Angaben zu den Einflussfaktoren zu ermöglichen.