Doctoral Thesis
Zahlreiche Studien verdeutlichen, dass Form und GröĂe des Sinus maxillaris durch die Morphologie der Nasenhöhle beeinflusst werden können. Da die Nasenhöhle einen auĂerordentlich komplexen Aufbau aufweist und ĂŒber verschiedene physiologische Funktionen verfĂŒgt, ist die Bedeutung einzelner Bauelemente der Nasenhöhle fĂŒr ihre Nachbarstrukturen bisher nicht ausreichend verstanden. Zu den Letzteren gehört die Concha nasalis inferior. Abgesehen davon, dass das Schwellkörpersystem der unteren Nasenmuschel eine groĂe Bedeutung fĂŒr die Thermoregulation aufweist, ist die Bedeutung der Concha nasalis inferior fĂŒr die Morphologie der Kieferhöhle kaum bekannt. Deshalb beschĂ€ftigt sich die vorliegende Studie mit der morphologischen Beziehung zwischen der Kieferhöhle und der unteren Nasenmuschel sowie mit ausgewĂ€hlten SchĂ€delmaĂen.
Grundlage dieser Arbeit waren 60 ausgewĂ€hlte DVT-DatensĂ€tze, die auf erwachsenen Probanden einer kaukasischen Population beider Geschlechter beruhen und zufĂ€llig ausgewĂ€hlt wurden. Entsprechend des Alters wurden sie in drei Altersgruppen eingeteilt. Basierend auf den im DICOM Format vorliegenden RohdatensĂ€tzen, wurden mit der NewTom Software (QR NNT Version 2.11 Professional ©) definierte Axialschnitte mit einer SchichtstĂ€rke von 1 mm erzeugt. Mit Hilfe der Software Osirix (Version 8.0 ©, Entwickler: Rosset and Heuberger) wurden diese Axialschnitte in Koronarschnitte umformatiert. Danach konnten Volumina sowie OberflĂ€chenwerte an der Kieferhöhle und unteren Nasenmuschel mit der WinSurf Software (Version 4.0 ©) vermessen werden. Zudem wurden ausgewĂ€hlte lineare Breiten und HöhenmaĂe an der unteren Nasenmuschel mit der Software ImageJ (Version 1.4.3.67 ©, Rasband, National Institutes of Health) vermessen.
ZunĂ€chst wurde eine deskriptive Statistik erstellt, in der wir die Volumen- und OberflĂ€chenwerte unter BerĂŒcksichtigung von Alter und Geschlecht fĂŒr den Sinus maxillaris und die Concha nasalis inferior darstellten. AnschlieĂend analysierten wir ausgewĂ€hlte ZusammenhĂ€nge von MaĂen des Sinus maxillaris und der Concha nasalis inferior. Ferner untersuchten wir das Symmetrieverhalten der Kieferhöhle und der unteren Nasenmuschel. Geschlechtsunterschiede wurden mit Hilfe des T-Test analysiert. Anhand der Varianzanalyse ANOVA (Analysis of Variance) wurden Mittelwertunterschiede von Volumina der Kieferhöhle und unteren Nasenmuschel in den drei Altersgruppen untersucht. Zur Beurteilung von MerkmalszusammenhĂ€ngen wurden Korrelations- und Regressionsanalysen durchgefĂŒhrt.
Mit Ausnahme des Volumens und der OberflĂ€chengröĂe der rechten Concha nasalis inferior wiesen sowohl die Volumina als auch die OberflĂ€chen der Kieferhöhlen und der linken unteren Nasenmuscheln bei den MĂ€nnern signifikante gröĂere Werte als bei den Frauen auf. Unter VernachlĂ€ssigung des Geschlechts konnten Altersunterschiede in Bezug auf die Volumina und OberflĂ€chen der Kieferhöhlen und der unteren Nasenmuscheln allerdings nicht nachgewiesen werden. Das Symmetrieverhalten der Kieferhöhle und unteren Nasenmuschel zeigte zufĂ€llige Abweichungen von einer perfekten Symmetrie und wurde deshalb als fluktuierende Asymmetrie eingeordnet. Obgleich die Auswertung der Korrelationsanalyse zahlreiche signifikante ZusammenhĂ€nge zwischen den Volumina und OberflĂ€chen der Kieferhöhlen und unteren Nasenmuscheln ergab, konnten fĂŒr keine der verschiedenen Höhen- und BeitenmaĂe der Concha nasalis inferior signifikante Beziehungen mit der Kieferhöhle nachgewiesen werden. DarĂŒber hinaus korrelierten die Volumina der Kieferhöhle und unteren Nasenmuschel signifikant mit der SchĂ€delbasislĂ€nge, der GesichtsschĂ€dellĂ€nge und der Obergesichtshöhe. In nachfolgenden Studien sollten die Beziehungen zwischen Kieferhöhle, Nasenhöhle und unterer Nasenmuschel unter besonderer Beachtung von Septumdeviationen untersucht werden, um die Ergebnisse dieser Arbeit zu verifizieren.
Die vorliegende Studie zeigt, dass ein Einfluss der Concha nasalis inferior auf die Morphologie des Sinus maxillaris nicht ausgeschlossen werden kann. Diese Schlussfolgerung kann fĂŒr verschiedene klinische Fachgebiete wie KieferorthopĂ€die, Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie und Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde aber auch fĂŒr Evolutionsbiologen von Interesse sein. Um diesen Einfluss der Concha nasalis inferior besser verstehen zu können, sind weitere Untersuchungen unter BerĂŒcksichtigung ontogenetischer und phylogenetischer Aspekte erforderlich. FĂŒr derartige Untersuchungen kann die vorliegende Arbeit als Modellstudie angesehen werden.
Das Ziel der vorliegenden Studie bestand darin, die Beziehungen der Zahnwurzeln der oberen PrĂ€molaren und Molaren zum Sinus maxillaris bei den GroĂen Menschenaffen vergleichend-anatomisch zu untersuchen. Dabei wurden fĂŒr den Orang-Utan auch WachstumsverĂ€nderungen berĂŒcksichtigt. FĂŒr diese Arbeit standen 26 adulte SchĂ€del der Gattungen Pongo pygmaeus, Gorilla gorilla und Pan troglodytes sowie 13 infantile und juvenile SchĂ€del der Gattung Pongo pygmaeus zur VerfĂŒgung. Das biologische Alter der Tiere zum Zeitpunkt des Todes war unbekannt. An den SchĂ€deln wurden zunĂ€chst definierte LĂ€ngen-, Breiten- und HöhenmaĂe erhoben.
Von den SchĂ€deln wurden DVT-DatensĂ€tze mit dem Digitalen Volumentomographen QR-DVT 9000 (NewTom Verona, Italien) angefertigt. An den DVT-DatensĂ€tzen wurden zunĂ€chst mit Hilfe der NewTom 3G Software (QR NNT 2.11 Professional) lineare Messungen der ZahnwurzellĂ€ngen der PrĂ€molaren und Molaren des Oberkiefers sowie der Knochendicke zwischen den Zahnwurzeln und dem Boden des Sinus maxillaris vorgenommen. AuĂerdem wurden die im DICOM-Format vorliegenden Schichtserien in das JPEG-Format umgewandelt. Anhand dieser DatensĂ€tze wurden die Zahnkeime der permanenten ZĂ€hne unter Verwendung von SURFdriverÂź dreidimensional rekonstruiert und deren Volumina bestimmt. Die erhobenen Daten wurden mit Hilfe nicht parametrischer Verfahren analysiert und untereinander in Beziehung gesetzt.
Die Untersuchungen zur Entwicklung der permanenten ZĂ€hne des Orang-Utans zeigten zu Beginn eine ausgeprĂ€gte Volumenzunahme der Zahnkeime des ersten Inzisivus und des ersten Molars. Der Durchbruch des ersten Molars erfolgte als erstes. Zu diesem Zeitpunkt begann die Resorption an den mittleren MilchschneidezĂ€hnen. Dem Wechsel der Inzisivi ging meist der Durchbruch des zweiten Molars voraus. Desweiteren ĂŒberlappte der Beginn der Kronenbildung des dritten Molars mit der Fertigstellung der Krone des zweiten Molars.
Beim Orang-Utan weisen die Volumina der permanenten Zahnkeime einen signifikanten Zusammenhang mit der GesichtsschÀdellÀnge, GaumenlÀnge, MaxilloalveolarlÀnge und der Mittelgesichtsbreite auf. Mit Ausnahme des Zahnkeims des zweiten Molars konnte ebenfalls eine Korrelation mit der GesamtschÀdellÀnge und der Obergesichtshöhe nachgewiesen werden.
Der Abstand zwischen den Zahnwurzelspitzen und dem Sinus maxillaris war bei allen drei untersuchten Gattungen Pongo, Gorilla und Pan ĂŒber den palatinalen Wurzeln der Molaren am kleinsten. Die Knochendicke ĂŒber den Zahnwurzeln des Schimpansen ist im Vergleich zu den anderen Gattungen am dĂŒnnsten. DarĂŒber hinaus konnte bei Pan troglodytes eine Abnahme der Knochendicke ĂŒber den palatinalen Wurzelspitzen von anterior nach posterior nachgewiesen werden.
BezĂŒglich der WurzellĂ€ngen zeigten unsere Untersuchungen, dass bei allen drei Gattungen die distobukkale Wurzel des dritten Molars die kĂŒrzeste war. Die Mittelwerte der WurzellĂ€ngen von Pongo und Gorilla lagen sehr nah beieinander, der Gorilla hatte jedoch tendenziell lĂ€ngere Wurzeln. Die kĂŒrzesten Zahnwurzeln wies der Schimpanse auf.
Bei den Pongiden besteht eine enge topographische Beziehung der Zahnwurzeln der Oberkiefermolaren zum Sinus maxillaris. Besonders bei Pan bilden sich tiefe Recessus der Kieferhöhle zwischen den Zahnwurzeln aus. Beim Schimpansen ragen 40,5% der Molarenwurzeln in den Sinus maxillaris, beim Gorilla hingegen nur 18,1% und bei Pongo 16,6%.
Als Zufallsbefund stellten sich drei ĂŒberzĂ€hlige ZĂ€hne dar. Dabei handelte es sich um eine Doppelanlage des lateralen Milchschneidezahns eines juvenilen Orang-Utans, sowie um vierte Molaren bei einem Orang-Utan Weibchen und einem Gorilla MĂ€nnchen.
Die hier vorgestellten Untersuchungsergebnisse erweitern die Kenntnisse ĂŒber die Beziehungen der seitlichen OberkieferzĂ€hne und dem Sinus maxillaris bei den GroĂen Menschenaffen. Damit bilden sie eine Grundlage fĂŒr Studien an unterschiedlichen menschlichen Populationen sowie weiteren nicht-menschlichen Primaten.
Die hier vorliegende Studie befasst sich mit der Topografie der Fossa pterygopalatina des Menschen unter BerĂŒcksichtigung alters- und geschlechtsspezifischer Unterschiede. Die Studie basiert auf der Untersuchung von insgesamt 114 DVT-DatensĂ€tzen erwachsener Probanden beiderlei Geschlechts. Basierend auf den RohdatensĂ€tzen wurden mit Hilfe der NewTom 3G Software (QR NNT Version 2.11 Professional ©) axiale und sagittale Schnitte der DVT-Aufnahmen mit einer Schichtdicke von 0,5 mm erstellt. Nach Festlegung geeigneter Messebenen und Tangenten wurden verschiedene Strecken- und Winkelmessungen vorgenommen, um die Lage der Fossa pterygopalatina im Raum besser beschreiben zu können. Im Mittelpunkt dieser Studie standen die AbstĂ€nde verschiedener Strukturen der Fossa pterygopalatina zur Median-Sagittal-Ebene und zum anteriorsten Knochenpunkt. Zur Beurteilung des Geschlechtsdimorphismus wurden die Messdaten einem t-Test unterzogen. Um eventuelle Unterschiede zwischen den Altersgruppen aufzeigen zu können, wurde eine einfaktorielle Varianzanalyse (ANOVA) durchgefĂŒhrt. ZusĂ€tzlich wurde eine Korrelations- und Regressionsanalyse auch unter BerĂŒcksichtigung verschiedener GesichtsschĂ€delmaĂe durchgefĂŒhrt und zur Beurteilung von Seitenunterschieden ein Symmetriequotient bestimmt. Mit Hilfe der vorgenommenen Abstandsmessungen der Fossa pterygopalatina zu definierten Knochenpunkten lĂ€sst sich die Topografie der Fossa nĂ€her beschreiben. In Bezug auf die Medianebene des Kopfes liegt das Foramen rotundum am weitesten lateral. Etwas weiter medial vom Foramen rotundum projiziert sich der Canalis palatinus major, gefolgt vom Foramen sphenopalatinum. Am weitesten medial liegt der Canalis pterygoideus. Die AbstĂ€nde der Strukturen der Fossa pterygopalatina zu anterioren Knochenpunkten zeigen, dass sich der Eingang der Fossa in den Canalis palatinus major auf den Bereich der fazialen Kieferhöhlenwand projiziert. Das Foramen sphenopalatinum und der Canalis pterygoideus hingegen projizieren sich auf den Processus frontalis der Maxilla. Das Foramen rotundum projiziert sich auf den Ăbergang zwischen dem medialen und inferioren Margo orbitalis. FĂŒr einen GroĂteil der in dieser Studie erhobenen Parameter konnten wir einen signifikanten Geschlechtsdimorphismus zugunsten der mĂ€nnlichen Probanden nachweisen. FĂŒr die erhobenen Höhenparameter ist der Geschlechtsdimorphismus stets stĂ€rker ausgeprĂ€gt als fĂŒr die Abstandsmessungen der Fossa pterygopalatina zur Median-Sagittal-Ebene und zum anteriorsten Knochenpunkt. Zwischen den verschiedenen Altersgruppen konnten fĂŒr keine Parameter signifikante Unterschiede festgestellt werden. Die durchgefĂŒhrte Korrelationsanalyse weist auf zahlreiche ZusammenhĂ€nge zwischen den in dieser Studie ermittelten Abstandsmessungen der Fossa pterygopalatina und verschiedenen SchĂ€delmaĂen hin. Die Regressionsanalyse deutet auf einen signifikanten Zusammenhang zwischen der Distanz des Foramen rotundum zum anteriorsten Knochenpunkt und der SchĂ€delbasislĂ€nge hin. Inwieweit dieser Zusammenhang auch fĂŒr andere Populationen gilt, sollte in weiterfĂŒhrenden Studien untersucht werden. Mit Hilfe der hier vorliegenden Daten ist es möglich, ausgehend von definierten und tastbaren Knochenpunkten am GesichtsschĂ€del, die Position der einzelnen Foramina und KanĂ€le der Fossa pterygopalatina von diesen Knochenpunkten direkt abzuschĂ€tzen. Damit können diese Untersuchungsergebnisse ein Hilfsmittel fĂŒr die intraoperative Orientierung darstellen. Da fĂŒr die in dieser Studie erhobenen Parameter eine annĂ€hernde Symmetriegleichheit nachgewiesen werden konnte, können zukĂŒnftig die Ergebnisse der rechten und linken Fossa pterygopalatina gleichrangig betrachtet werden. Die hier vorliegende Studie erlaubt eine Aussage ĂŒber die Topografie der Fossa pterygopalatina des Menschen in Bezug auf die Raumebenen. Zudem liefert sie Grundlagen fĂŒr weitere vergleichende Studien an anderen menschlichen Populationen und nicht-menschlichen Primaten.
Die vorliegende Arbeit stellt eine genaue Methode zur Vermessung des Unterkiefers anhand von digitalen Volumentomogrammen vor und beantwortet Fragen nach der Quantifizierung vertikaler und transversaler Dimensionen teilbezahnter bzw. zahnloser Unterkiefer. Es wird dargestellt, welches Knochenangebot atrophierte Unterkiefer aufweisen, um die Indikationsstellung fuÌr die funktionelle Rehabilitation durch dentale Implantate zu praÌzisieren.
DafuÌr wurden 68 Patienten aus 715 DVT-DatensaÌtzen, die zwischen 2008 und 2014 in einer kieferchirurgischen Praxis in Zwickau/Sachsen angefertigt wurden, nach entsprechenden Kriterien ausgewaÌhlt. Es erfolgte eine Einteilung in zwei Untersuchungsgruppen, sodass einer Gruppe bestehend aus 43 im Unterkiefer zahnlosen Patienten (Alter ca. 69,8 Jahre) einer zweiten Gruppe von 25 Patienten (Alter ca. 62,8 Jahre) mit anteriorem Restgebiss gegenuÌbergestellt werden konnte. Jedes DVT wurde durch eine standardisierte Methode zunaÌchst dreidimensional ausgerichtet und dann an sechs Seitenzahn- sowie fuÌnf Frontzahnpositonen in zwei vertikalen und drei bzw. fuÌnf horizontalen Strecken vermessen. Zur Bestimmung des methodischen Messfehlers wurden fuÌnf DVT-DatensaÌtze dreifach vermessen und entstandene Messdifferenzen ausgewertet.
Ein nicht signifikanter durchschnittlicher Altersunterschied von ca. fuÌnf Jahren trennt Gruppe 1 und Gruppe 2. Die Anzahl von Frauen uÌberwiegt in beiden Gruppen. Die KnochenhoÌhe ist im seitlichen Frontzahnbereich zahnloser Patienten mit ca. 23 ± 1 mm am groÌĂten und die kaudale Kortikalis durchschnittlich 4,1 mm dick. In der Unterkiefermitte ist sie mit 6,2 mm 50% staÌrker. Nach distal faÌllt die UnterkieferhoÌhe kontinuierlich zur Position des ersten Molaren ab. Die Angulation der maximalen kranio- kaudalen Ausdehnung bewegt sich durchschnittlich zwischen 11° und 19° gegenuÌber der Axialachse und entspricht damit der von den Implantatherstellern vorgesehenen Standard-SekundaÌrteilen. Patienten mit anteriorem Restgebiss weisen in allen Messpositionen des Seitenzahnbereichs ca. 5,2 mm signifikant mehr KnochenhoÌhe auf als zahnlose Patienten. In allen Messungen beider Gruppen kann signifikant weniger KnochenhoÌhe bei Frauen als bei MaÌnnern festgestellt werden, dabei betraÌgt die Differenz durchschnittlich 2,2 mm. Es wird gezeigt, dass im Frontzahnbereich die Unterkieferbreite und im Seitenzahnbereich die UnterkieferhoÌhe reduziert ist.
Den Ergebnissen dieser Arbeit zufolge kann durch Ausnutzen von 75 % der kaudalen Kortikalis im Frontzahnbereich deutlich haÌufiger implantiert werden. Bezogen auf die einzelnen Messpositionen koÌnnen 25 % mehr Miniimplantate (Ă 2,1 mm) und 21 % mehr Standardimplantate (Ă 4,1 mm) inseriert werden. Sieben von 43 Patienten, bei denen eine Versorgung mit zwei interforaminalen Implantaten angestrebt wird, profitieren von einer bikortikalen Verankerung, da ansonsten ihr Knochenangebot fuÌr eine monokortikale Implantation nicht ausreicht. Weiterhin kann durch die bikortikale Verankerung bei 20 statt nur sieben von 43 zahnlosen Patienten die prothetische Versorgung auf vier interforaminalen Ă 4,1 mm Standardimplantaten realisiert werden. Das entspricht in dieser Studie 30 % mehr Patienten, die mit Implantaten versorgt werden koÌnnen.
Der therapeutische Nutzen der bikortikalen Verankerung ist zum einen die MoÌglichkeit der Verwendung laÌngerer Implantate, zum anderen die Erweiterung der Indikation der Versorgung mit Implantaten bei reduziertem Knochenangebot. Bei der Analyse des Knochenangebotes im Seitenzahnbereich wird dargestellt, dass kurze Implantate mit einer LaÌnge von unter 8 mm im Vergleich zu einer LaÌnge von 10 mm zwei bis drei Mal bzw. bei ultrakurzen Implantaten (LaÌnge 4 mm) sogar vier Mal so oft gesetzt werden koÌnnen. GrundsaÌtzlich gilt: Je kuÌrzer das Implantat, umso haÌufiger kann es inseriert werden. Eine bikortikale Implantation im Seitenzahnbereich ist nur in AusnahmefaÌllen, d.h. bei ausreichendem Knochenangebot lateral des Canalis mandibulae, moÌglich. Auch hier wird mit der vorgelegten Arbeit gezeigt, dass dieser Platz vestibulaÌr zu 7 % (zahnlose Unterkiefer) bzw. zu 18 % (Unterkiefer mit anteriorem Restgebiss) breiter als 6 mm ist.
In der vorliegenden Studie wird eine reproduzierbare Methode vorgestellt, deren Messfehler unter Einsatz von softwarebasierten Werkzeugen der LaÌngen- und Winkelmessung mit den Werten vorheriger Studien zur Genauigkeit der DVT korreliert. Angesichts der hohen Anzahl an zahnlosen Patienten, die nur durch die bikortikale Verankerung mit Implantaten versorgt werden koÌnnen, sind weitere klinische Studien zum Langzeiterfolg erforderlich. Ferner sollten die genauen biomechanischen Auswirkungen der bikortikalen Verankerung verschiedener Implantatsysteme im Unterkiefer untersucht werden. Durch die wachsende klinische Bedeutung kurzer bzw. ultrakurzer Implantaten im atrophierten Unterkiefer-Seitenzahnbereich sind Langzeitstudien notwendig, um die Ergebnisse der bisherigen, maximal fuÌnf Jahre umfassenden Beobachtungen erneut einschaÌtzen, Komplikationen und Limitationen abwaÌgen und verlaÌssliche Aussagen zur Erfolgsrate treffen zu koÌnnen.
Diese Arbeit untersuchte DVT-Aufnahmen der SchĂ€del und dreidimensionalen OberflĂ€chendarstellungen des harten Gaumens von insgesamt 19 SchĂ€deln der Hylobatiden (Gibbons) in drei postnatalen Altersstufen. Die Ergebnisse sollen neue Erkenntnisse ĂŒber mögliche Einflussfaktoren auf die Morphologie der Nasennebenhöhlen bei den Hominoiden (Mensch und Menschenaffen) gewinnen. BezĂŒglich der Pneumatisation des GibbonschĂ€dels zeichnet sich die Cavitas nasi durch eine lĂ€nglich gestreckte Form aus, welche von der AusprĂ€gung des Sinus sphenoidalis beeinflusst wird. Die Sinus maxillares haben eine annĂ€hernd symmetrische Lage und weisen vereinzelt vertikal ausgerichtete Septen sowie kleinere Rezessus auf. Die Sinus sphenoidales variierten in Bezug auf ihre Volumina und Form zum Teil stark. Eine Besonderheit sind die vereinzelt beobachteten Rezessus, welche sich insbesondere in den interorbitalen Raum erstreckten. AuĂerdem ist ihre enge topographische Beziehung sowohl zur Orbita als auch zur Kieferhöhle fĂŒr die Gibbons charakteristisch. Sinus ethmoidales und frontales kommen bei den Hylobatiden nicht vor. Vereinzelt werden aber HohlrĂ€ume in der lateralen Wand der Cavitas nasi gefunden, welche den Cellulae ethmoidales Ă€hneln. Das Os frontale war teilweise lediglich durch weitmaschige Diploe gekennzeichnet. Weiterhin stellten wir fest, dass die Vorbuchtungen der Sinus paranasales in die Orbita insbesondere am SymphalangusschĂ€del fĂŒr einen Zusammenhang zwischen der Vokalisation und der Pneumatisation des GibbonschĂ€dels sprechen. Die Gaumen der Gibbons haben eine zumeist ellipsoide Form, deren Wölbung sich mit zunehmendem Alter verstĂ€rkt und im dorsalen Abschnitt in eine annĂ€hernd rechteckige Form ĂŒbergeht. In den statistischen Untersuchungen stellte sich heraus, dass die Morphologie des Gaumens der Gibbons nur einen geringen Einfluss auf die GröĂe ihrer Kieferhöhlen hat. AuĂerdem zeigte sich, dass sich Menschen und Gibbons hinsichtlich der morphologischen Beziehungen zwischen Gaumen und Kieferhöhlen unterscheiden.