Deaktivierungsverhalten und Effektivität verschiedener orthodontischer Nivellierungsbögeneine dynamische Analyse der Kraftsysteme

Zusammenfassung

Das Deaktivierungsverhalten verschiedener orthodontischer Nivellierungsbögen wurde unter Verwendung des orthodontischen Meß- und Simulationssystems (OMSS) untersucht. Für verschiedene initiale Fehlstellungen des Zahnes 21 (1 mm und 2 mm Infraokklusion, 20^o Angulation) und unter Verwendung unterschiedlicher Ligaturen wurden die erzeugten Kräfte und Drehmomente sowie die Nivellierungseffektivität quantitativ erfaßt. Die Ergebnisse erlauben folgende Aussagen: Je nach Typ des einligierten Nivellierungsbogens kommt es bei großem vertikalen Niveauunterschied mit bis zu 3,8 N zu sehr hohen initialen Extrusionskräften, die bei Deaktivierung steil abfallen. Primäre Ursache für diesen Kraftabfall ist die Friktion, die der Draht bei der Rückstellung des deflektierten Bogensegments im Bracket-Ligaturen-Komplex des Verankerungsblocks erfährt. Das Ausmaß des Kraftverlustes variiert je nach Bogentyp und kann bei Verwendung einer gelockerten Stahlligatur mit durchschnittlich 50% angegeben werden. Bei kleineren Niveauunterschieden liegen die extrusiven Kräfte nach Einsetzen der Friktion zwischen 0,2 N und 0,8 N. Die untersuchten Multiloopbögen aus 0,016″ Standard-Stahldraht zeigen keinen Einfluß der Friktion auf den Kraftverlauf während der Bewegung. Für diese Bögen wurden die höchsten extrusiven Kräfte mit Werten von über 3,0 N ermittelt. Bei einer Angulation des Zahnes konnten initiale Aufrichtemomente zwischen 3,0 Nmm und 33,0 Nmm gemessen werden, wobei auch hier die Loopbögen dominieren. Um hinreichend große Aufrichtemomente bei gleichzeitigem vertikalen Niveauunterschied zu erzeugen, müssen hohe vertikale Kräfte akzeptiert werden. Die dynamische Analyse der Zahnbewegung zeigt, daß für jeden Bogentyp unterschiedliche vertikale oder anguläre Nivellierungsdefizite resultieren. Eine generelle Korrelation zwischen Kraft- bzw. Drehmomentgröße und erzielter Nivellierung ist nicht abzuleiten. Es kann keine Präferenz eines speziellen Bogentyps gegeben werden.

Summary

Using the orthodontic measuring and simulation system (OMSS), the deactivation behaviour of diverse orthodontic levelling arches was investigated. The vertical forces and uprighting moments, as also the levelling effectiveness for initial malalignments of tooth 21 (1 mm and 2 mm infraocclusion, 20^o angulation) were measured, with the influence of various ligatures used in clinical practice being taken into account. The results may be summarized as follows: In the case of a large vertical offset (infraocclusion) the vertical forces can attain values of up to 3.8 N, depending on the type of levelling arch used. On deactivation, we can observe a sharp decrease in force caused by the frictional resistance between bracket and arch wire, which has to be overcome by the wire. The loss of desired force caused by friction may be as much as 50%, and is determined by the arch wire, bracket and mode of ligation. A smaller vertical offset (infraocclusion) (1 mm) is associated with extrusive forces of 0.2N–0.8N. Using looped levelling arches made of 0.016″ standard steel wire, there is no frictional loss of orthodontic force, so that the highest vertical forces (more than 3.0 N) are observed with these arch wires. With an initial angulation of the tooth of about 20^o, uprighting moments of between 3.0 Nmm and 33.0 Nmm are measured, the looped arches again generating the highest moments. To ensure adequate uprighting moments in a combination of vertical offset (infraocclusion) and angulation, very high extrusive forces must be accepted. As a dynamic analysis of the tooth movement with the OMSS shows the use of a specific arch wire results in a typical levelling defect. There is no general correlation between extrusive force or uprighting moment and the levelling effectiveness of an orthodontic arch. It is not possible to recommend an particular levelling arch.