Aus der Abteilung für zahnärztliche Propädeutik und Community

Aus der Abteilung für zahnärztliche Propädeutik und Community Dentistry
(Leiter: Prof. Dr. med. dent. Bernd Kordaß)
im Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde
(Geschäftsführender Direktor: Prof. Dr. med. dent. Dr. h.c. Georg Meyer)
der Medizinischen Fakultät der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald
Okklusaler und inzisaler Verschleiß von Zahnhartgewebe und dentalen
Restaurationsmaterialien. Ergebnisse einer populationsbasierten Probandengruppe aus
dem assoziierten Projektbereich der regionalen Basisstudie Vorpommern Study of Health in Pomerania (SHIP)
Inaugural - Dissertation
zur
Erlangung des akademischen
Grades
Doktor der Zahnmedizin
(Dr. med. dent.)
der
Medizinischen Fakultät
der
Ernst-Moritz-Arndt-Universität
Greifswald
2009
vorgelegt von: Arnd Küppers
geb. am:
27.03.1972
in:
Orsoy
Dekan: Prof. Dr. rer. nat. Heyo K. Kroemer
1. Gutachter: Prof. Dr. Bernd Korsaß
2. Gutachter: Prof. Dr. Holger A. Jakstat
Ort, Raum: Greifswald, Rotgerberstr. 8, Hörsaal Zahnklinik
Tag der Disputation: 02.06.2009
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Schlifffacetten................................................................................................................... 1
1.2 Attrition............................................................................................................................. 4
1.3 Abrasion............................................................................................................................ 4
1.4 Erosion...............................................................................................................................5
1.5 Beschaffenheit der Zahnhartsubstanzen............................................................................ 8
1.6 Ziel der Arbeit................................................................................................................... 9
2 Material und Methode
2.1 Material............................................................................................................................. 10
2.2 Methode.............................................................................................................................13
2.3 Statistische Auswertung.................................................................................................... 20
3 Ergebnisse
3.1 Anzahl der Schlifffacetten in den verschiedenen Materialien.......................................... 21
3.1.1 Anzahl der Messstellen.................................................................................................. 21
3.1.2 Anzahl der Schlifffacetten in den Restaurationsmaterialien und im.............................. 22
Schmelz
3.1.3 Anzahl der Messstellen ohne Schlifffacette................................................................... 23
3.1.4 Gegenüberstellung der Messstellen mit und ohne Schlifffacette in............................... 25
den verschiedenen Materialien
3.1.5 Größenverteilung der Schlifffacetten............................................................................. 26
3.2 Größe der Schlifffacetten
3.2.1 Größe der Schlifffacetten in den Materialien................................................................. 28
3.2.2 Größe der Schlifffacetten in den verschiedenen Materialien an den..............................30
den Zahngruppen
3.2.3 Gesamtabschliff pro Zahn.............................................................................................. 31
3.3 Verschleißpaarungen
3.3.1 Anzahl der Schlifffacetten in den verschiedenen........................................................... 32
Verschleißpaarungen
3.3.2 Anzahl der Schlifffacetten in den Verschleißpaarungen an den.................................... 33
Frontzähnen
3.3.3 Anzahl der Schlifffacetten in den Verschleißpaarungen an den.................................... 34
Prämolaren
3.3.4 Anzahl der Schlifffacetten in den Verschleißpaarungen an den.................................... 35
Molaren
3.3.5 Größe der Schlifffacetten in den Verschleißpaarungen bezogen................................... 36
auf die Gesamtbezahnung
3.3.6 Größe der Schlifffacetten in den Verschleißpaarungen an den...................................... 37
Frontzähnen
3.3.7 Größe der Schlifffacetten in den Verschleißpaarungen an den...................................... 38
Prämolaren
3.3.8 Größe der Schlifffacetten in den Verschleißpaarungen an den...................................... 39
Molaren
3.3.9 Verteilung und Grröße der Schliffmarken innerhalb der............................................... 40
Verschleißpaarungen mit Schmelzbeteiligung
3.3.10Verteilung und Größe der Schlifffacetten innerhalb der................................................ 41
Verschleißpaarungen ohne Schmelzbeteiligung
3.4 Schlifffacetten und Alter
3.4.1 Größe der Schlifffacetten im Alter von 20 bis 59 Jahren............................................... 43
3.4.2 Größe der Schlifffacetten im Alter von 20 bis 59 Jahren...............................................44
bei Frauen und Männern
3.4.3 Größe der Schlifffacetten im Alter von 20 bis 59 Jahren............................................... 45
an Incisiven, Prämolaren und molaren
3.4.4 Größe der Schlifffacetten im Alter von 20 bis 59 Jahren im Schmelz........................... 46
und den verschiedenen Restaurationsmaterialien
3.4.5 Größe der Schlifffacetten im Alter von 20 bis 59 Jahren in den.................................... 47
verschiedenen Verschleißpaarungen
3.4.6 Gesamtabschliff pro Zahn im Alter von 20 bis 59 Jahren..............................................48
3.5
Ausmaß des Verschleißes bei Männern und Frauen................................................ 49
3.5.1 Ausmaß des Verschleißes bei Frauen............................................................................. 50
3.5.2 Ausmaß des Verschleißes bei Männern......................................................................... 51
4 Diskussion
4.1 Methode............................................................................................................................. 52
4.2 Ergebnisse......................................................................................................................... 56
4.3 Schlussfolgerung............................................................................................................... 60
5 Zusammenfassung.............................................................................................................. 61
6 Abbildungsverzeichnis....................................................................................................... 62
7 Grafikverzeichnis............................................................................................................... 63
8 Tabellenverzeichnis............................................................................................................ 66
9 Geräteverzeichnis
66
9 Literaturverzeichnis........................................................................................................... 67
10 Anhang.............................................................................................................................. 74
1.
EINLEITUNG
Mit zunehmender Häufigkeit kann in der zahnärztlichen Praxis das Vorkommen nicht kariös
bedingter Zahnhartsubstanzdefekte in Form von Schlifffacetten (Abb. 1 bis 4) beobachtet
werden, die sowohl auf der Zahnhartsubstanz, als auch auf den verschiedenen
Restaurationsmaterialien zu finden sind. Die Zunahme dieses Verschleißes lässt sich auf
verschiedene Faktoren zurückführen: Die höhere Lebenserwartung der Bevölkerung, das
gesteigerte Gesundheitsbewusstsein und der damit verbundene längere Erhalt der Zähne.
Auch die verbesserten Materialien und Herstellungsmethoden und die damit verbundene
längere Lebensdauer von Restaurationen erzeugen über die Zeit einen höheren Verschleiß.
Des Weiteren kann das in der heutigen Gesellschaft höhere Stressaufkommen über Knirschen
die Entstehung von Schlifffacetten begünstigen. Um diesem Anstieg der Entstehung von
okklusalen
Schlifffacetten
sinnvoll
entgegenzuwirken,
bedarf
es
einer
intensiven
Untersuchung ihrer Ätiologie, so dass zukünftig eine gezielte Prävention und Therapie zur
Anwendung kommen kann.
Zähne dienen zum einen der Nahrungszerkleinerung und der Lautbildung, sind aber auch für
den optischen Gesamteindruck einer Person sehr wichtig. Diese ästhetischen Gesichtspunkte
gewinnen in der heutigen Gesellschaft immer mehr an Bedeutung. Der Zustand der Zähne,
auch der Grad der Abnutzung, insbesondere der Frontzähne, steht in direktem Zusammenhang
mit der allgemeinen Zufriedenheit eines Menschen (AL-OMIRI et al. 2006).
1.1
Schlifffacetten
Als Schlifffacetten werden diejenigen Zahnflächen bezeichnet, welche eine plane Oberfläche
zeigen und einen deutlichen scharfen Rand aufweisen (SCHILLER et al. 1985).
Das klinische Erscheinungsbild dentaler Schlifffacetten ist durch verschiedene Autoren
klassifiziert worden. Einfach zu handhabende Indizes klassifizieren das Ausmaß der
Schlifffacetten nur über eine Unterscheidung der betroffenen Zahnhartsubstanz (HUGOSON
et al. 1988, s. Tab.1), während andere Untersucher auch feinere Abstufungen der
Schlifffacetten im Schmelz und Dentin klassifizierten (SMITH et al. 1984, s. Tab.2).
Tab. 1 Tooth Wear Index nach Hugoson (1988)
Grad Kriterium
0
Keine oder geringfügige Schlifffacetten
1
Facetten im Schmelz auch mit geringer Dentinbeteiligung
2
Facetten im Dentin bis zu einem Drittel der Kronenhöhe
3
Verlust von mehr als einem Drittel der Kronenhöhe
Tab. 2 Tooth Wear Index nach Smith und Knight (1984)
Grad Zahnfläche
Kriterium
0
kein Verlust der Oberflächencharakteristik des Schmelzes
bukkal, oral,
okklusal, inzisal
1
zervikal
keine Veränderung der Konturen
bukkal, oral,
Verlust der Oberflächencharakteristik des Schmelzes
okklusal, inzisal
2
zervikal
minimale Veränderung der Konturen
bukkal, oral,
freiliegendes Dentin auf <⅓ der Oberfläche
okklusal
3
inzisal
freiliegendes Dentin
zervikal
Defekte von <1mm Tiefe
bukkal, oral,
freiliegendes Dentin auf >⅓ der Oberfläche
okklusal
inzisal
tief freiliegendes Dentin, keine Exposition der Pulpa oder von
Sekundärdentin
4
zervikal
Defekte von 1-2 mm Tiefe
bukkal, oral,
kompletter Schmelzverlust oder Exposition der Pulpa oder Expo-
okklusal
sition von Sekundärdentin
inzisal
Exposition der Pulpa oder Exposition von Sekundärdentin
zervikal
Defekte von >2 mm Tiefe oder Exposition der Pulpa oder Exposition von Sekundärdentin
Die meisten in Prävalenzstudien verwendeten Indizes sind Modifikationen (MILLWARD et
al. 1994, LUSSI et al. 1992, OILO et al. 1987) der Indizes nach HUGOSON (1988) und
SMITH et al. (1984).
Eine genauere Untersuchung der Ausdehnung von Schlifffacetten haben andere Autoren
durch den Einsatz von Auflichtmikroskopen (GEMALMAZ et al. 2006, GODFREY et al.
2004, VALENA et al. 2002, SHABANIAN et al. 2002), Elektronenmikroskopen (KADOWA
et al. 2006, ANTONSON et al. 2006, ORGAN et al. 2006, ZENG et al. 2005) oder
Laserscannern (NIKOLAENKO et al. 2006, STOBER et al. 2008, ESQUISEL-UPSHAW et
al. 2006) erreicht.
Die Ursache ihrer Entstehung ist neben der Zerkleinerung harter Speisen, dem direktem
Kontakt der Zahnhartsubstanzen antagonistischer Zähne und durch Parafunktionen (Reiben
und Knirschen der Zähne) gekennzeichnet. Außerdem beeinflussen erosive Phänomene den
Verlust von Zahnhartgewebe.
Tab. 3 Verschiedene Formen der Zahnabnutzung nach Hickel 1993 (HELLWIG, et al. 1999)
Zahnsubstanzverlust durch Abnutzung
Attrition
Abrasion
(direkter Kontakt antagonistischer bzw.
(Abnutzung durch Fremdstoffe)
benachbarter Zähne)
physiologisch
pathologisch
Demastikation
Andere Stoffe
Kauen, Schlucken,
Knirschen, Pressen,
Nahrungsmittel
Zahnpasta, Staub
Sprechen
Reiben
1.2
Attrition
Die antagonistischen Zahnkontakte entstehen beim Kauen, Schlucken und Sprechen, ca. 1500
mal pro Tag. Im gesunden Gebiss entsteht so zunächst nur ein geringer Substanzverlust,
mit zunehmendem Alter treten die Folgen jedoch deutlich zutage. Durch die physiologische
Zahnbeweglichkeit kommt es auch im Approximalbereich zum Abrieb von Zahnsubstanz.
Eine
Reihe
von
pathologischen
Faktoren
führt
jedoch
zu
weitaus
extremeren
Abnutzungserscheinungen der Zahnhartgewebe.
Durch Parafunktionen und die damit verbundenen muskulären Hypertonizitäten und oralen
Hyperaktivitäten mit hohem traumatischen Potential (GRABER 1992), das sich über die
Zahnreihen entlädt, kommt es zur Ausbildung von Schlifffacetten.
Parafunktionen können sich einerseits unter Beteiligung der Psyche (DRUM 1996),
andererseits durch eine ganze Reihe pathologisch okklusaler Befunde wie Frühkontakte,
Mediotrusions- und Laterotrusionskontakte entwickeln (FRÖHLICH 1966, SCHULTE 1966,
KROGH-POULSON et al. 1966).
1.3
Abrasion
Abrasionen sind definiert als Zahnhartsubstanzverlust, verursacht durch Fremdkörperabrieb.
Dieser Abrieb kann durch Demastikation, d.h. durch Nahrungsmittelzerkleinerung entstehen.
Dabei ist die Abrasivität der Nahrungsmittel für das Ausmaß der Abrasionen maßgebend
(WATSON 2008). Bei Naturvölkern ist die Nahrung zumeist abrasiver als die
Zivilisationskonst in den Industrieländern.
Ferner können Mundhygienemaßnahmen zu Abrasionen führen. Auch hier ist wie bei den
Nahrungsmitteln die Abrasivität des Abrasionsmediums maßgebend für die Ausdehnung des
Abriebs. Zahnpasten mit stark abrasiven Putzkörpern in Verbindung mit falscher Putztechnik
können Abrasionen fördern.
Neben den genannten Abriebsphänomenen gibt es Abrasionen durch so genannte Habits. Es
handelt sich hierbei um gewohnheitsmäßiges Aufbeißen, oder das häufige Halten von
Gegenständen (z.B. Pfeife, Kugelschreiber oder Nägel) mit immer den gleichen Zähnen.
Derartige Abrasionen werden Usuren genannt (HELLWIG 1999).
1.4 Erosionen
Erosionen entstehen durch häufige, direkte Säureeinwirkung auf Zahnhartsubstanzen
(WIEGAND et al. 2007). Säuren lösen Zahnhartgewebe durch Demineralisation auf. Kommt
es nur gelegentlich und kurz zu einer Säureeinwirkung auf Zahnoberflächen, kann die
Demineralisation durch die remineralisierende Wirkung des Speichels ausgeglichen werden.
Bei längerer Säureeinwirkung entstehen irreversible Zahnhartsubstanzverluste
(HELLWIG 1999).
Attrition,
Abrasion
und
Erosion
führen
zusammen
zu
Zahnhartsubstanzverlusten.
(LITONJUA et al. 2003). So können im Laufe des Lebens mehr oder weniger große
Schlifffacetten entstehen, oder sogar ganze Okklusalflächen bzw. Inzisalkanten verschlissen
werden. In schweren Fällen können Zahnkronen so weit verschleißen, dass der Biss absinkt
und rekonstruktive Maßnahmen notwendig werden (Abb. 2).
Abb. 1 Eingescannts Modell mit starken Schlifffacetten
Abb. 2 Darstellung der starken Schlifffacetten
Abb. 3 Eingescanntes Modell mit schwächeren Schlifffacetten
Abb. 4 Darstellung der schwächeren Schlifffacetten
1.5
Beschaffenheit der Zahnhartsubstanzen
Der Schmelz ist die härteste und abrasionsfesteste Substanz der drei Zahnhartsubstanzen.
Seine Härte liegt im Durchschnitt zwischen 250 KHN (Knoop-hardness-numbers) an der
Schmelz-Dentin-Grenze und 390 KHN an der Schmelzoberfläche (HELLWIG et al. 1999).
Hinsichtlich des Elastizitätsmoduls des Zahnschmelzes von etwa 31000 N/mm2 und seiner
geringen Zugfestigkeit erweist sich der Schmelz als eine spröde, brüchige und gering
permeable Substanz. Der Wurzelzement hingegen ist durch eine weiche Konsistenz von 30-50
KHN mit hoher Permeabilität gekennzeichnet (HELLWIG et al. 1999). Das Dentin ist hoch
elastisch und verformbar. Seine Konsistenz ist weniger hart als die des Schmelzes und weist
eine hohe Permeabilität auf.
Viele Autoren fanden über die gesamte Schmelzfläche hinweg keine gleichmäßige Härte des
Schmelzes. Sie stellten neben einer Abnahme der Härte von der Schmelzoberfläche zum
Dentin hin (ATKINSON et al. 1953, HODGE et al. 1933, BURG 1922) auch eine
Härteabnahme des Schmelzes von okklusal nach zervikal fest (PROELL et al. 1928,
CONRAD 1961, KRÖNCKE 1965).
SCHEMEL et al. bewiesen 1984 durch ihre Härteprüfung an Schmelz, Dentin und Zement
rezenter menschlicher Zähne, dass die Schmelzschicht außen am härtesten ist, in der Regel ab
einer Tiefe von 100 µm weicher wird und sich die weicheste Stelle etwa 100 µm vor Beginn
des Dentins befindet. Auch das Dentin zeigt in einem etwa 100 µm von der Schmelz-DentinGrenze entfernten Bereich die niedrigsten Härtewerte, welche pulpawärts bis zu einer Distanz
zwischen 400 und 600 µm ansteigen und nachfolgend wieder sinken. Der Schmelz ist 1mm
bis 1,5mm dick, das Dentin 2mm bis 3,7mm dick (MOTSCH 1995).
Zudem bestätigten die Untersuchungen von SCHEMEL et al. (1984) die Abnahme der
Schmelzhärte von okklusal-inzisal nach zervikal. Sie begründen dies u.a. durch Strukturfehler
und
Hypokalzifikationen
im
Zahnhalsbereich
sowie
infolge
des
abnehmenden
Kalzifizierungsgrad des Schmelzes zum Zahnhals hin, z.B. weil sich die Mineralisationskraft
des Schmelzorgans in der Zahnentwichlung mit dieser zuletzt gebildeten Schmelzpartie
erschöpft (HERRMANN et al. 1962).
Darüber hinaus wurden im zervikalen Zahnschmelz eine Anhäufung von Mikroporositäten
(BINUS et al. 1987) beobachtet, die sich durch große interkristalline Spalten (FEJEERSKOV
et al. 1984) als Ursache der Amelogenese darstellen.
1.6
Ziel der Arbeit
Das Ziel dieser Untersuchung ist es, Parameter zu identifizieren, die auf das Ausmaß des
okklusalen
und
inzisalen
Verlustes
von
Zahnhartsubstanzen
bzw.
dentalen
Restaurationsmaterialien Einfluss haben.
Insbesondere sollen folgende Fragen beantwortet werden:
In welchen dentalen Restaurationsmaterialien ist der größte Verschleiß zu finden, bzw.
welche Materialien wirken sich protektiv auf den Verschleiß aus?
Welche Verschleißpaarungen wirken sich positiv oder negativ auf Schlifffacetten aus?
Welchen Einfluss haben das Alter und das Geschlecht der Probanden auf das Ausmaß der
Schlifffacetten?
2.
2.1
MATERIAL UND METHODE
Material
Untersucht wurden 536 Gipsmodelle von 268 Probanden, die im Rahmen des assoziierten
Projektbereiches der regionalen Basisstudie Vorpommern (SHIP - Study of Health in
Pomerania) "Munderkrankungen und kraniomandibuläre Dysfunktionen" hergestellt worden
sind.
Es handelt sich dabei um Probanden des Teilprojektes A und D, die folgende Kriterien
erfüllen mussten:
Teilprojekt A
Untersuchungen zur Differentialdiagnostik degenerativer Erkrankungen der Kiefergelenke
Fallgruppe: N=400
Kriterien:
-
Alter 20-49 Jahre
-
Druckdolenz im Gelenkbereich (Schmerz)
oder
-
Gelenkgeräusche
oder
-
positive Muskelbefunde (Schmerz)
oder
-
Schmerzen bei max. SKD aktiv/passiv
Kontrollgruppe: N=200
Kriterien:
-
Alter 20-59 Jahre
-
Keine
-
-
Druckdolenz (indolent)
-
Gelenkgeräusche
-
positiven Muskelbefunde (indolent)
-
Schmerzen bei max. Schneidekantendistanz aktiv/passiv
Geradlinige Öffnungsbewegung
Teilprojekt D
Strukturveränderungen und Dysfunktionen des Kauorgans durch kurative Rekonstruktion der
Kaufläche
Fallgruppe (okklusale Versorgungen mit Zement- oder Kunststoffmaterialien) N=100
Kriterien:
-
Alter 20-59 Jahre
-
Bezahnung bis zum ersten Molaren (1-5) vorhanden oder festsitzend ersetzt
-
eine Versorgung im Seitenzahnbereich mit Zement- oder
Kunststofffüllungen
-
keine unversorgten Schaltlücken
-
kein herausnehmbarer Zahnersatz
Kontrollgruppe (metallisch-plastische okklusale Versorgungen) N=63
Kriterien:
-
Alter 20-59 Jahre
-
Bezahnung bis zum ersten Molaren (1-5) vorhanden oder festsitzend ersetzt
-
Versorgung im Seitenzahnbereich ein Quadranten ausschließlich mit
Amalgam
-
keine unversorgten Schaltlücken
-
kein herausnehmbarer Zahnersatz
-
keine Seitenzahnrestaurationen mit Zement- oder Kunststoff oder
laborgefertigten metallischen oder keramischen Rekonstruktionen im
antagonistischen Quadranten der Prüfseite
-
keine Frontzahnrestaurationen (keine prothetischen Front- oder
Eckzahnversorgungen mit Führungsqualitäten)
2.2 Methode
Alle Modelle wurden mit einem 3D–Laserscanner der Firma Willytec/Etkon eingescannt. Mit
der Software des Scanners wurden die Schliffmarken umfahren und die Anzahl der Pixel für
jede Schlifffacette bestimmt. Durch die Umrechnung der Pixelzahl in Quadratmillimeter
konnte die Fläche ermittelt werden. Auf diese Art und Weise wurden 8881 Schliffmarken
vermessen.
Da sich alle geneigten Schliffmarken bei dieser Scantechnik als zu klein darstellten, wurde
eine Einteilung in vier Kategorien vorgenommen:
Tab. 4 Einteilung in Neigungswinkel
waagerecht bis leicht geneigt
leicht geneigt
stark geneigt
sehr stark geneigt
10°
30°
50°
70°
+/
+/
+/
+/
10°
10°
10°
10°
Die Bezugsebene für die Bestimmung des Neigungswinkels war die Tischplatte bzw. der
Sockel des Gipsmodells. Auf gleiche Art und Weise wurden die Modelle für den Scanvorgang
in den Scanner gelegt.
Mit Hilfe der trigonometrischen Funktion „Cosinus“ kann dieses Projektionsproblem
berechnet werden. In einem rechtwinkeligen Dreieck wäre die Ankathete die gescannte
Schliffmarke, die Hypothenuse die wirkliche Fläche der Facette und der Winkel α die
Neigung
der Schliffmarke. Der Cosinus des Winkels α (cos α) ist im rechtwinkeligen
Dreieck das Verhältnis Ankathete/Hypothenuse.
Bei einem Winkel von exakt 60° müsste die Fläche mit 2 multipliziert werden. Alle anderen
Werte müssen mit der Cosinusfunktion errechnet werden.
Abb. 5 Rechtwinkeliges Dreieck
Für die vier Kategorien ergeben sich so folgende Umrechnungsfaktoren:
1. 1,03 (waagerecht bis leicht geneigt)
2. 1,19 (leicht geneigt)
3. 1,65 (stark geneigt)
4. 3.34 (sehr stark geneigt)
Für die so berechneten Flächen wurden neben der Größe folgende Daten erhoben:
1. Lokalisation der Schliffmarke am Zahn
2. Beteiligte Materialien
3. Verschleißpaarung
4. Haupt- und Nebenantagonist
Aus den fünf möglichen Materialien Schmelz, Amalgam, Kunststoff, Gusslegierung und
Keramik ergeben sich theoretisch 15 Verschleißpaarungen, die in der Untersuchung im
Probandengut auch auftauchten:
Tab. 5 Verschleißpaarungen
1. Schmelz/Schmelz
9. Kunststoff/Keramik
2. Schmelz/Amalgam
10. Gusslegierung/Gusslegierung
3. Schmelz/Kunststoff
11. Keramik/Amalgam
4. Schmelz/Gusslegierung
12. Keramik/Gusslegierung
5. Schmelz/Keramik
13. Keramik/Keramik
6. Amalgam/Amalgam
14. Amalgam/Gusslegierung
7. Amalgam/Kunststoff
15. Kunststoff/Gusslegierung
8. Kunststoff/Kunststoff
Schlifffacetten, die sich nicht auf ein Material beschränkten wurden dem entsprechenden
Füllungsmaterial zugeordnet, d.h. dem Material in dem sie sich hauptsächlich befanden.
Alle Schlifffacetten wurden von zwei unabhängigen Untersuchern vermessen. Zur Kontrolle
der Messungen wurden von jedem Untersucher 178 Schliffmarken vermessen und diese
verglichen.Es zeigte sich eine sehr gute Übereinstimmung: Intraclass Correlation: 0,997.
Der 3D-Scanner
Bei dem Scanner handelt es sich um ein Gerät welches nach dem Prinzip des
Triangulationslichtschnittsensors arbeitet. Dadurch wird eine hohe Genauigkeit erreicht, um
auch kleinere Oberflächenstrukturen erkennen zu können. Die Genauigkeit bei der
Vermessung von Zahnoberflächen beträgt 2,2 +/- 0,5 µm.
Komponenten des 3D-Scanners
Der Triangulationssensor besteht aus folgenden Komponenten(Abb. ):
•
Beleuchtungseinheit
•
Beobachtungseinheit mit CCD-Kamera
•
Software für die Profilauswertung
•
Positionier- und Steuereinheit
•
Bedienungs- und Steuerungssoftware
•
Mechanischer Aufbau
Abb. 6 Gesamtaufbau des 3D-Laserscanners mit den einzelnen Komponenten (Mehl 1998)
Beleuchtungseinheit
In der Beleuchtungseinheit erfolgt die Erzeugung der „Lichtlinie“ und deren Projektion auf
das zu vermessende Objekt. Im Gegensatz zu Punktprojektionen bietet die Linienerzeugung
den Vorteil, dass gleichzeitig mehrere Oberflächenpunkte vermessen werden können und
damit eine wesentliche Verkürzung der Messzeit erreicht werden kann.
Für den 3D-Scanner wird das Light-Pen-System der Firma Rodenstock verwendet. Es besteht
aus
Kühlamelle
bzw.
Fassung
der
Läserdiode,
Stellschraube
zur
Fokussierung,
Kollimatorlinse, Blende, Fokussierlinse und Zylinderlinse.
Der Kollimator sammelt das Licht der Laserdiode und gibt es als paralleles Strahlenbündel
wieder aus. Die Fokussierlinse vereinigt das parallele Strahlenbündel im Abstand ihrer
Brennweite wieder zu einem Spot. Der Vorteil des Einbaus einer Fokussierlinse besteht in der
Reduktion von Bildfehlern. Die Zylinderlinse erzeugt die Lichtlinie.
Beobachtungseinheit mit CCD-Kamera
Die auf die Objektoberfläche projizierte Lichtlinie wird unter dem Triangulationswinkel
durch die Beobachtungsoptik auf einen CCD-Kamerachip abgebildet. Höhenunterschiede des
Profils werden dadurch in einen lateralen Versatz überführt. Durch Eichung kann man dann
aus der Größe des Versatzes die Höhe im Objektraum zurückrechnen.
In Abb.7 ist das Prinzip des Triangulationssensors zu sehen.
Abb. 7 Prinzipskizze des Lichtschnittsensors mit Referenzierung der Achsen im
Koordinatensystem (Mehl 1998)
Software für die Profilauswertung
Der vertikale Versatz des auf den CCD-Chip abgebildeten Lichtprofils enthält die Information
über die Höhe. Auf dem CCD-Chip wird dieser Versatz in Form von Pixelkoordinaten
gemessen, die dann durch Eichparameter in Objektkoordinaten umgerechnet werden müssen.
Da der Querschnitt des Lichtprofils eine bestimmte Ausdehnung (Halbwertsbreite) aufweist
(Abb. 8), wird der Mittelpunkt bzw. das Maximum der Intensität als Referenz für die exakte
Lage des Lichtprofils herangezogen.
Abb. 8 Intensitätsverteilung der Lichtlinie auf dem CCD-Chip im Querschnitt. Um die
exakte
Lage des Maximums zu bekommen, werden die Nachbarpunkte links und rechts des Maximums zur
Approximation herangezogen (Mehl 1998).
Mechanischer Aufbau
Der 3D-Scanner ist so konstruiert, dass Schwingungen und Verbiegungen, die während des
Messvorganges oder von außen durch Erschütterungen auftreten können, nicht zu einer
Beeinträchtigung der Genauigkeit und der Eichung führen. Neben der Stabilität des Aufbaus
ist es auch möglich, eine einfache Justage verschiedener Parameter wie Triangulationswinkel,
Neigungswinkel des CCD-Chips, Fokussierung der optischen Einheit durchzuführen.
Abb. 9 Berücksichtigung verschiedener, teilweise hochpräziser Verschiebungs- und Rotationsachsen
bei der Konstruktion für die genaue Einstellung und Justage des 3D-Laserscanners (Mehl 1998).
Tab. 6 Verschiedene 3-D-Oberflächenmeßsysteme und ihr mögliches Potential
für zahnmedizinische Anwendungen (Mehl 1998).
Messverfahren
Kategorie
Anwendungsgebiete
Profilometer
mechanisch
Flache Zahnoberflächen
Koordinaten-
mechanisch
Zähne, Präparationen, Kiefer
Fokussuche
optisch
Zähne
Triangulations-
optisch
Zähne, Präparationen, Kiefer
Lichtschnittsensor
optisch
Zähne, Präparationen, Kiefer, Gesicht
Moire-
optisch
Zähne, Präparationen, Kiefer, Gesicht
Phasenstift
optisch
Zähne, Präparationen, Kiefer, Gesicht
Gray-Code-
optisch
Zähne, Präparationen, Kiefer, Gesicht
optisch
Zähne, Präparationen, Kiefer, Gesicht
Interferometrie
optisch
Flache Zahnoberflächen
Holographie
optisch
Zähne, Präparationen, Kiefer
Destruktive
schneidend/optisch Zähne, Präparationen, Kiefer, Hohlräume
meßmaschine
punktsensor
Topographie
verfahren
Stereophotogrammetrie
Verfahren
2.3 Statistische Auswertung
Die deskriptive statistische Auswertung erfolgte mit dem Programm SPSS, Version 11.5 der
Firma SPSS und der Freeware R, www.r-project.org. Zunächst wurde in einer Tabelle die
Anzahl der Messstellen und ihre Verteilung auf die Zahngruppen und die Materialien
dargestellt. In einer weiteren Tabelle wurde die Anzahl der Schlifffacetten auf die gleiche Art
und Weise ausgewertet. Zur Veranschaulichung wurden Balkendiagramme angefertigt. In
einem weiteren Balkendiagramm wurde das Verhältnis von Verschleiß betroffenen
Messstellen zu unversehrten Messstellen dargestellt. Die Größenverteilung der Facetten
wurde in einem Balkendiagramm verdeutlicht. Die Größe der Schlifffacetten im Schmelz und
den Restaurationsmaterialien wurde mit Hilfe eines Boxplot Diagramms ausgewertet. Dies
wurde für die Zahngruppen und Materialien durchgeführt. Auch der Gesamtabschliff pro
Zahn wurde mit einem Boxplot dargestellt. Die gefundenen Verschleißpaarungen wurden in
einem Balkendiagramm quantifiziert, die Größe der Facetten wurde in einem Boxplot
Diagramm ausgewertet. Es wurden Diagramme für Incisiven, Prämolaren uns Molaren
angefertigt. Die Verteilung der Schlifffacetten innerhalb der Verschleißpaarungen wurde in
einer Kreuztabelle ausgewertet. Die Größe der Facetten in den Materialien der verschiedenen
Verpaarungen wurde in einem Boxplot Diagramm dargestellt.
Zur Beurteilung der Schlifffacetten bei Probanden verschiedenen Alters wurde eine
Einteilung in Gruppen (fünf Jahre; 20 bis 24, 25 bis 29, 30 bis 34 usw.) vorgenommen. Die
Gruppen wurden im Federbalkendiagramm dargestellt. Diese Diagramme wurden für die
Geschlechter, die Materialien, Zahngruppen und Verschleißpaarungen angefertigt. Der
Gesamtabschliff pro Zahn wurde für die Altersgruppen im Boxplot Diagramm dargestellt. Um
die Unterschiede der Schlifffacetten zwischen Frauen und Männern zu zeigen, wurde für
jeden Zahn ein Boxplot generiert und in einem Zahnschema angeordnet.
3.
ERGEBNISSE
3.1
Anzahl der Schlifffacetten in den verschiedenen Materialien
3.1.1 Anzahl der Messstellen
Von den 22990 Meßstellen wiesen 8881 von Schlifffacetten auf. Ein Großteil der
Schlifffacetten (82,1%) lagen im Schmelz, 9,6% im Amalgam, 3,4% in der Keramik, 2,8% in
der Gusslegierung und 2,1% im Kunststoff. Hinsichtlich der Zahngruppen lagen die meisten
Facetten mit 3621 an den Incisiven, 3118 wurden an den Molaren gefunden und mit 2142
lagen die wenigsten Facetten an den Prämolaren (Tab. 6, 7)
Tab. 7 Anzahl der Messstellen in den verschiedenen Materialien an den Zahngruppen
Schmelz
Amalgam
Kunststoff
Gusslegierung
Keramik
Summe
Incisivi
5903 (92,7%)
25 (0,4%)
90 (1,4%)
109 (1,7%)
241 (3,8%)
6368 (100%)
Prämolaren
4932(62,3%)
1686 (21,3%)
37 (0,5%)
551 (7,0%)
713 (9,0%)
7919 (100%)
Molaren
3142 (36,1%)
3953 (45,4%)
93 (1,1%)
1059 (12,2%)
456 (5,2%)
8703 (100%)
Tab. 8 Anzahl der Schlifffacetten in den verschiedenen Materialien an den Zahngruppen
Incisivi
Schmelz
3422 (94,5%)
Amalgam
3 (0,08%)
Kunststoff
90 (2,5%)
Gusslegierung 22 (0,6%)
Keramik
84 (2,3%)
Summe
3621 (100%)
Prämolaren
1749 (81,7%)
158 (7,4%)
29 (1,4%)
78 (3,6%)
128 (6,0%)
2142 (100%)
Molaren
2120 (68,0%)
691 (22,2%)
66 (2,1%)
150 (4,8%)
91 (2,9%)
3118(100%)
3.1.2 Anzahl der Schlifffacetten in den Restaurationsmaterialien
und im Schmelz
Der Großteil der Schlifffacetten befindet sich im Schmelz. Die zweitgrößte, deutlich kleinere
Gruppe liegt im Amalgam. Der Rest verteilt sich auf die Keramik, die Gusslegierung und
den Kunststoff (Grafik 1).
Grafik 1 Anzahl der Schlifffacetten in der verschiedenen Materialien
3.1.3 Anzahl der Messstellen ohne Schlifffacetten
Die Messstellen, welche keinen Verschleiß zeigen, liegen zum größten Teil im Schmelz
(47,4%) und im Amalgam (34,1%). In den Gusslegierungen (10,4%) und der Keramik (7,8%)
sind
die
verschleißfreien
Bereiche
deutlich
seltener.
In
der
Gruppe
der
Kunststoffrestaurationen sind nur vereinzelt Messstellen ohne Schliffmarke zu finden (0,23%)
(Grafik 2, 3).
Grafik 2 Anzahl der Messstellen ohne Schlifffacetten
Grafik 3 Anzahl der Schlifffacetten in den verschiedenen
Restaurationsmaterialien ohne Schmelz
3.1.4 Gegenüberstellung der Messstellen mit und ohne Schlifffacetten in
den verschiedenen Materialien
Die Verteilung Schlifffacette/keine Schlifffacette ist im Schmelz annähernd ausgeglichen. Der
Anteil der Messstellen mit Facette ist etwas größer .
Der Kunststoff hingegen weist einen höheren Anteil Schlifffacetten auf, es ist der einzige
Werkstoff mit einem höheren Anteil Schlifffacetten.
Die metallischen Werkstoffe, Amalgam und die Gusslegierungen weisen eine ähnliche
Verteilung auf. An dem Großteil der Messstellen befinden sich keine Schlifffacetten.
Bei den Keramiken sind etwas mehr Schlifffacetten zu finden als bei den metallischen
Werkstoffen, aber deutlich weniger als bei den Kunststoffen (Grafik 4).
Grafik 4 Gegenüberstellung der Messstellen ohne und mit Schlifffacette
3.1.5 Größenverteilung der Schlifffacetten
Bezogen auf alle Zähne sind die meisten Schlifffacetten im Bereich von 5mm2 bis 10mm2 zu
finden. Die zweitgrößte Gruppe bilden die Facetten bis 5 mm2 . Eine weitere Gruppe liegt bei
10 mm 2 bis 15mm2, so dass der Großteil der Facetten bis 15mm2 groß sind (Grafik 5).
Bei den Incisiven ist die Verteilung ähnlich. Im Mittel sind bei den Incisiven die größten
Facetten zu finden.
Bei den Prämolaren sind vorrangig kleine Facetten vorhanden (Grafik 6).
Die Schlifffacetten sind bei den Molaren im Mittel größer als bei den Prämolaren, jedoch
kleiner als die der Incisiven. In dieser Zahngruppe sind einige sehr große Facetten
(bis 1.5 cm2) zu finden, dabei handelt es sich um Molaren die über die gesamte
Okklusalfläche abradiert sind. Sind viele oder sogar alle Zähne derart abradiert spricht man
von einem Abrasionsgebiss.
Grafik 5 Größenverteilung der Schlifffacetten bezogen auf alle Zähne
Grafik 6 Größenverteilung der Schlifffacetten bezogen auf die verschiedenen Zahngruppen
3.2
Größe der Schlifffacetten
3.2.1 Größe der Schlifffacetten in den verschiedenen Materialien
Die größten Schlifffacetten liegen im Kunststoff. In den metallischen Werkstoffen, d.h. im
Amalgam und den Gusslegierungen sind die Facetten kleiner als im Kunststoff.
Die kleinsten Facetten befinden sich im Schmelz und den Keramiken. In Bezug auf die Größe
sind die Facetten in der Keramik mit denen im Schmelz annähernd identisch (Grafik 7).
In den Zahngruppen Incisivi, Prämolaren und Molaren ist die Größenverteilung der
Schlifffacetten in den verschiedenen Materialien ähnlich. Bei den Incisiven sind jedoch nur
drei Facetten im Amalgam zu finden (Grafik 8).
Grafik 7 Größe der Schlifffacetten in den verschiedenen Materialien
Grafik 8 Größe der Schliffmarken in den verschiedenen
Materialien an den Zahngruppen
3.2.2 Größe der Schlifffacetten in den verschiedenen Materialien an den
Zahngruppen
In allen Materialien sind die einzelnen Schlifffacetten an den Incisiven am größten, die
einzelnen Facetten der Prämolaren sind am kleinsten.
An den Molaren sind die einzelnen Facetten kleiner als die der Incisiven, jedoch können an
den Molaren mitunter mehrere Facetten vorkommen, die addiert dann größer sind als die der
Incisiven.
Grafik 9 Größe der Schlifffacetten in den verschiedenen Materialien an den Zahngruppen
3.2.3 Gesamtabschliff pro Zahn
Alle Schlifffacetten pro Zahn aufaddiert bilden den Gesamtabschliff pro Zahn. An den
Molaren ist dieser am größten. Die Prämolaren weisen aufaddiert den geringsten Abschliff
auf (Grafik 10).
Grafik 10 Gesamtabschliff pro Zahn
3.3
Verschleißpaarungen
3.3.1 Anzahl der Schlifffacetten in den verschiedenen
Verschleißpaarungen
Bezogen auf die Gesamtbezahnung kommt die Verschleißpaarung Schmelz/Schmelz am
häufigsten vor. Dies lässt sich auf die längere abrasive Aktivität des Schmelzes und die
größere Anzahl der Schmelzmessstellen zurückführen (Grafik 11).
Grafik 11 Anzahl der Verschleißpaarungen
3.3.2 Anzahl der Schlifffacetten in den verschiedenen Materialien an den
Frontzähnen
Bei den Schneidezähnen liegen die Schlifffacetten hauptsächlich im Schmelz, der Keramik
und in den Kunststoffen. Diese Materialien werden bei Frontzahnrestaurationen vorrangig
verwendet. Alle anderen Verschleißpaarungen sind im Bereich der Frontzähne nur
vereinzelnd zu finden (Grafik 12).
Grafik 12 Anzahl der Verschleißpaarungen an den Fronzähnen
3.3.3 Anzahl der Schlifffacetten in den verschiedenen Materialien
an den Prämolaren
Auch im Bereich der Prämolaren liegen die meisten Schlifffacetten im Schmelz. Im Vergleich
zu den Frontzähnen sind jedoch auch andere Verschleißpaarungen zu finden.
Von den plastischen Füllungsmaterialien ist an den Prämolaren hauptsächlich das Amalgam
von Verschleiß betroffen, es okkludiert überwiegend gegen Schmelz oder gegen sich selbst.
Kunststoff ist an den Prämolaren jedoch deutlich weniger in abrasive Prozesse involviert.
Auch laborgefertigte Restaurationen aus Keramik und Gusslegierungen sind an der
Entstehung von Schlifffacetten beteiligt. Sie okkludieren hauptsächlich gegen den Schmelz,
aber auch gegen sich selbst (Grafik 13).
Grafik 13 Anzahl der Verschleißpaarungen an den Prämolaren
3.3.4 Anzahl der Schlifffacetten in den verschiedenen Materialien an den
Molaren
Auch im Bereich der Molaren ist die Verschleißpaarung Schmelz/Schmelz am häufigsten,
jedoch weniger deutlich als bei den anderen Zahngruppen. Hier tritt besonders das Amalgam
in den Vordergrund. Es okkludiert vorwiegend gegen den Schmelz und gegen sich selbst.
Des Weiteren sind auch auf Restaurationen aus Gusslegierungen häufig Schliffmarken zu
finden. Sie okkludieren gegen Schmelz, Amalgam und gegen sich selbst.
Keramiken und Kunststoffe sind bei den Molaren weniger von Verschleiß betroffen. Da diese
Materialien vorwiegend aus ästhetischen Gesichtspunkten zur Anwendung kommen und auch
teurer sind, werden sie im weniger sichtbaren Bereich der Molaren seltener verwendet
(Grafik 14).
Grafik 14 Anzahl der Verschleißpaarungen an den Molaren
3.3.5 Größe der Schlifffacetten in den Verschleißpaarungen bezogen auf
die Geamtbezahnung
Die größten Schlifffacetten sind dort zu finden, wo plastische Füllungen, d.h. Kunststoff und
Amalgam,
gegen
gegossene,
laborgefertigte
Restaurationen
okkludieren.
Die
Verschleißpaarungen Kunststoff/Keramik, Kunststoff/Gusslegierung, Amalgam/Keramik und
Amalgam/Gusslegierung wirken sich ungünstig auf den okklusalen Verschleiß aus. Die
Verpaarung Kunststoff/Keramik kam jedoch nur viermal vor. Des Weiteren ist auch bei den
Verpaarungen Schmelz/Kunststoff und Amalgam/Amalgam ein etwas höherer Verschleiß zu
finden (Grafik 15). Bei der Betrachtung der Schlifffacettengröße wurden die Facetten in
beiden Materialien einer Verschleißpaarung gemessen.
Grafik 15 Größe der Schlifffacetten in den Verschleißpaarungen
3.3.6 Größe der Schlifffacetten in den verschiedenen Verschleißpaarung
an den Frontzähnen
An den Frontzähnen ist keine Verschleißpaarung zu erkennen, die sich als besonders
ungünstig erweist. In allen Verschleißpaarungen ist der Substanzverlust ähnlich oder tritt nur
sehr selten auf (Grafik 16).
Grafik 16 Größe der Schlifffacetten in den Verschleißpaarungen an den Frontzähnen
3.3.7 Größe der Schlifffacetten in den verschiedenen Verschleißpaarungen
an den Prämolaren
Im Bereich der Prämolaren sind die größten Facetten bei den Verschleißpaarungen
Kunststoff/Keramik, Kunststoff/Gusslegierung, Amalgam/Keramik, Amalgam/Gusslegierung
und Amalgam/Kunststoff zu finden. Jedoch kommen die Verpaarungen, in die Kunststoff
involviert ist nur vier bzw. neunmal vor (Grafik 17).
Grafik 17 Größe der Schlifffacetten in den Verschleißpaarungen an den Prämolaren
3.3.8 Größe der Schlifffacetten in den verschiedenen Verschleißpaarungen
an den Molaren
Im
Molarenbereich
sind
die
Gusslegierung/Gusslegierung,
Amalgam/Kunststoff
und
größten
Schlifffacetten
Amalgam/Keramik,
Amalgam/Amalgam
zu
finden.
in
den
Verpaarungen
Amalgam/Gusslegierung,
Bei
den
Verpaarungen
Kunststoff/Gusslegierung und Kunststoff/Kunststoff sind auch größere Schlifffacetten zu
verzeichnen, jedoch sind diese Verpaarungen nur sechs bzw. achtmal aufgetreten (Grafik 18).
Grafik 18 Größe der Schlifffacetten in den Verschleißpaarungen an den Molaren
3.3.9 Verteilung und Größe der Schlifffacetten innerhalb der
Verschleißpaarungen mit Schmelzbeteiligung
In der Verschleißpaarung Schmelz/Amalgam sind die Facetten im Amalgam etwas größer,
jedoch sind die Facetten im Schmelz deutlich häufiger (s. Tab.9).
Die Facetten der Verpaarung Schmelz/Kunststoff sind im Kunststoff eindeutig ausgeprägter.
Die Verteilung ist zahlenmäßig fast ausgeglichen, im Kunststoff sind zwei Facetten mehr zu
finden.
Die Verschleißpaarung Schmelz/Gusslegierung zeichnet sich durch etwas größere Facetten in
der Gusslegierung aus, die Facetten sind im Schmelz allerdings fast fünfmal häufiger
(286/63).
Annähernd
gleich
groß
sind
die
Facetten
in
der
Verschleißpaarung
Schmelz/Keramik, die Anzahl der Schmelzfacetten ist in dieser Verpaarung fast doppelt so
zahlreich (276/146) (Grafik 19).
Grafik 19 Verteilung der Schlifffacetten innerhalb der Verschleißpaarungen
mit Schmelzbeteiligung
3.3.10 Verteilung und Größe der Schlifffacetten innerhalb der
Verschleißpaarungen ohne Schmelzbeteiligung
In der Verschleißpaarung Kunststoff/Amalgam sind die Facetten im Amalgam etwas größer,
im Kunststoff jedoch doppelt so häufig (Tab. 9).
Die Facetten der Verpaarung Amalgam/Gusslegierung sind im Amalgam größer und fünfmal
häufiger. Auch in der Verpaarung Amalgam/Keramik sind die Facetten im Amalgam größer
und häufiger.
Die Verschleißpaarung Kunststoff/Gusslegierung zeigt nur Schlifffacetten im Kunststoff.
Vier Schlifffacetten sind in der Verschleißpaarung Kunststoff/Keramik zu finden, wovon drei
im Kunststoff liegen (Tab. 9).
Die Facetten der Verpaarung Keramik/Gusslegierung unterscheiden sich in der Größe kaum,
sind aber in der Keramik doppelt so häufig (Grafik 20).
Grafik 20 Verteilung der Schlifffacetten innerhalb der Verschleißpaarungen ohne
Schmelzbeteiligung
Tab. 9 Kreuztabelle Verschleißpaarung/Material
Schmelz Amalgam Kunststoff Gusslegierung
Schmelz/Schmelz
5805
Schmelz/Amalgam
837
Schmelz/Kunststoff
126
Schmelz/Gusslegierungen
286
Schmelz/Keramik
276
77
128
63
142
Amalgam/Amalgam
621
Amalgam/Kunststoff
15
29
Kunststoff/Kunststoff
9
Kunststoff/Keramik
3
Gusslegierung/Gusslegierung
Keramik/Amalgam
1
114
56
17
Keramik/Gusslegierung
26
Keramik/Keramik
Amalgam/Gusslegierung
Kunststoff/Gusslegierung
Keramik
47
96
76
15
14
3.4 Schlifffacetten und Alter
3.4.1 Größe der Schlifffacetten im Alter von 20 bis 59 Jahren
Bezogen auf alle untersuchten Zähne und ohne Berücksichtigung des Geschlechts, nimmt die
Größe der Schlifffacetten in den Altersgruppen zu. Ab dem 40. Lebensjahr ist ein stärkerer
Anstieg zu verzeichnen (Grafik 21).
Grafik 21 Schlifffacetten in den Altersgruppen
3.4.2 Größe der Schlifffacetten im Alter von 20 bis 59 Jahren bei Männern
und Frauen
Bei Frauen und Männern nimmt der Verschleiß in den Altersgruppen zu. In der fünften
Altersdekade scheinen die Schlifffacetten bei Frauen wieder kleiner zu werden. Bei den
Männern ist in der vierten und fünften Altersdekade ein deutlich höherer Verschleiß zu
erkennen (Grafik 22).
Grafik 22 Schlifffacetten in den verschiedenen Altersgruppen bei Männern und
Frauen
3.4.3 Größe der Schlifffacetten im Alter von 20 bis 59 Jahren an den
Incisivi, Prämolaren und Molaren
In allen Zahngruppen steigt der Verschleiß in den Altersgruppen an, im Molarenbereich steigt
der Verschleiß ab dem 40. Lebensjahr erst stärker an, fällt dann allerdings in der fünften
Altersdekade wieder stark ab (Grafik 23).
Grafik 23 Schlifffacetten mit zunehmendem Alter an den verschiedenen Zahngruppen
3.4.4 Größe der Schlifffacetten im Alter von 20 bis 59 Jahren im Schmelz
und den verschiedenen Restaurationsmaterialien
In allen Restaurationsmaterialien und im Schmelz werden die Schlifffacetten in den
Altersgruppen größer. Im Amalgam steigt die Größe der Facetten ab dem 40. Lebensjahr erst
stärker an, um dann in der fünften Altersdekade wieder abzufallen. Die Facetten im
Kunststoff weisen den höchsten Größenzuwachs auf. Im Schmelz werden die Facetten
geringfügig, aber kontinuierlich größer. In der Keramik und den Gusslegierungen ist der
Größenzuwachs der Schlifffacetten innerhalb der Restaurationsmaterialien am geringsten und
kommt so dem Schmelz am nächsten (Grafik 24).
Grafik 24 Schlifffacetten mit zunehmendem Alter in den verschiedenen Materialien
3.4.5 Größe der Schlifffacetten im Alter von 20 bis 59 Jahren in den
verschiedenen Verschleißpaarungen
In allen Verschleißpaarungen steigt die Größe der Schlifffacetten in den Altersgruppen an.
Die Verpaarung Schmelz/Kunststoff weist (besonders in der fünften Altersdekade) den
stärksten Anstieg auf. Bis auf die Verpaarung Schmelz/Gusslegierung, weisen die anderen
Verpaarungen einen geringeren Anstieg des Verschleißes auf (Grafik 25).
Grafik 25 Schlifffacetten mit zunehmendem Alter in den verschiedenen
Verschleißpaarungen
3.4.6 Gesamtabschliff pro Zahn im Alter von 20 bis 59 Jahren
Ohne Differenzierung von Geschlecht, Alter, Material, Verschleißpaarung und Zahngruppe
steigt der Gesamtabschliff pro Zahn bei den Probanden mit steigendem Alter an (Grafik 26).
Grafik 26 Gesamtabschliff pro Zahn
3.5
Ausmaß des okklulsalen Verschleißes an den verschiedenen Zähnen
bei Männern und Frauen
Der Gesamtabschliff pro Zahn ist bei den Molaren, d.h. Ober- und Unterkiefer 6er und 7er am
stärksten. Die oberen mittleren Schneidezähne weisen nach den Molaren die größten
Schlifffacetten auf, bei den seitlichen oberen Schneidezähnen sind die Facetten deutlich
kleiner. Die Größe dieser Facetten ist mit den Facetten an den Prämolaren vergleichbar. Die
Schlifffacetten der oberen Eckzähne sind größer als die der seitlichen Schneidezähne und
Prämolaren, aber kleiner als die der Molaren und der mittleren Frontzähne.
Die Facetten der unteren Schneidezähne sind im Vergleich zu den anderen Zähnen am
kleinsten (Grafik 27).
Grafik 27 Größe der Schliffmarken an den versch. Zähnen im Boxplot. Dargestellt am
Zahnschema.
3.5.1 Ausmaß des okklusalen Verschleißes an den verschiedenen Zähnen
bei Frauen
Es wurden 107 Frauen untersucht, bei denen 3745 Schlifffacetten gefunden wurden. Bei
Frauen und Männern ist das Verschleißmuster vergleichbar, an den Zähnen der weiblichen
Individuen sind die Facetten an allen Zähnen kleiner und der Unterschied der verschiedenen
Zähne ist weniger stark ausgeprägt (Grafik 28).
Grafik 28 Größe der Schliffmarken bei Frauen an den versch. Zähnen im Boxplot
Dargestellt am Zahnschema.
3.5.2 Ausmaß des okklusalen Verschleißes an den verschiedenen Zähnen
bei Männern
Es wurden 161 Männer untersucht, bei denen 5136 Schlifffacetten gefunden wurden. Bei
Männern sind die Schlifffacetten an allen Zähnen größer als bei den Frauen. Besonders im
Bereich der Molaren und der Frontzähne sind größere Facetten zu finden (Grafik 29).
Grafik 29 Größe der Schliffmarken an den verschiedenen Zähnen bei Männern im Boxplot.
Dargestellt am Zahnschema
4.
DISKUSSION
4.1
Disskussion der Methode
In der vorliegenden Arbeit wurden okklusale bzw. incisale Verschleißphänomene untersucht.
Insbesondere
wurde
nach
Unterschieden
in
den
verschiedenen
Materialien
und
Verschleißpaarungen gesucht. Des Weiteren wurden Alter, Geschlecht und die Zahntypen,
d.h. Frontzähne, Prämolaren und Molaren verglichen.
Die Materialien wurden in Gruppen eingeteilt, d.h. innerhalb der verschiedenen
Materialgruppen
Amalgam,
Komposite,
Gusslegierung
und
Keramik
wurde nicht
unterschieden um welches Material es sich explizit handelte. Diese Informationen lagen nicht
vor.
In dieser Studie wurde das Ausmaß des okklusalen bzw. inzisalen Verschleißes durch die
Größe der Schlifffacetten bestimmt. Die Messungen wurden mit einem 3D-Lasercanner Fa.
Willytec/Etkon durchgeführt. Es handelt sich um eine sehr genaue Methode. MEHL et al.
(1997) zeigten, dass Messungen unter optimalen Bedingungen mit einer Genauigkeit bis 3 µm
möglich und bei klinischen Studien 10 µm realistisch sind. Optimal wäre gewesen, den
wirklichen Verschleiß, d.h. das verloren gegangene Volumen zu bestimmen. Dies war uns
aber nicht möglich, weil die ursprünglich Form der Zähne oder der Restaurationen nicht
bekannt war.
DELONG et al. (2006) zeigten, dass das Volumen für die Verschleißquantifizierung der
aussagekräftigste Parameter ist. Da es sich aber bei den an Zähnen verschleißenden
Strukturen, den Höckern und Leisten, um pyramiden- oder kegelartige Körper handelt, bei
denen zur Berechnung des Volumens die Fläche eine nicht unerhebliche Rolle spielt, ist auch
die Fläche ein wichtiger Parameter. Dies gilt besonders, wenn der Verschleiß den
Zahnäquator nicht überschreitet, weil bei zunehmendem Verschleiß bis hin zur größten
Zirkumferenz sich die Fläche vergrößern wird.
Eine Quantifizierung nicht kariös bedingter Zahnhartsubstanzverluste mittels einfacher
Indizes ist sehr günstig und leicht durchzuführen, aber auch sehr ungenau. SÖDERHOLM et
al. (1992) zeigten in ihren Versuchen zur visuellen Abschätzung
von Defekten an
Modellzähnen, dass die Größe von Defekten meist falsch eingeschätzt wird.
VRIJHOEF et al. (1985) haben den Verschleiß durch volumetrische Messungen quantifiziert.
Bei dieser Methode wurden von der Ausgangssituation und von den darauf folgenden
Situationen Gipsmodelle hergestellt. Anschließend wurde eine Überabformung von dem
Ausgangsmodell genommen, die sich auf folgende Modelle gleichermaßen repositionieren
ließ. Der Hohlraum, der sich bei Abnutzung zwischen Konter und Folgemodell darstellte,
wurde mit Abformmaterial aufgefüllt und so auf den Verschleiß geschlossen. URQUIOLA et
al. (1981) modifizierten die Vorgehensweise mit Quecksilber. Bei unserer Studie war die
Ausgangssituation nicht bekannt, deswegen war eine derartige Volumenmessung nicht
möglich.
HUYSMANS et al. (2000) versuchten die Schmelzdicke mit Ultraschall zu messen und
stellten fest, dass die Ultraschallmessungen zu großen Schwankungen unterliegt und so zur
Messung von geringen Substanzverlusten nicht geeignet ist. Bei der profilometrischen
Messung unter Zuhilfenahme natürlicher Referenzpunkte erfolgte eine profilometrische
Abtastung der Zahnoberfläche. Die horizontale Dimension wurde durch Verschieben der
Probe durch Mikromotoren am Messtisch erfasst. Durch Aneinanderreihung aller
Profildiagramme entstand eine dreidimensionale Darstellung der abgetasteten Oberfläche. In
gleicher Weise wurde mit dem Folgemodell verfahren. Durch ein spezielles Programm
konnten die Konturen der Zähne anhand unveränderlicher Areale überlagert werden. Auf
diese Weise konnte eine volumetrische Bestimmung des Substanzverlustes erfolgen
(PINTADO et al. 1988). Fehlerquelle kann die konische Form des Tasters sein. Wird die zu
erfassende Oberfläche zu steil, berührt nicht die Tasterspitze, sondern die seitliche Fläche des
Tasters die Oberfläche. Die resultierenden Werte wären in diesem Fall zu niedrig. Außerdem
könnten starke Veränderungen der Zahnoberfläche das Überlagern der Profile erschweren.
Einige Autoren haben für ihre Messungen Referenzpunkte präpariert. LAMBRECHTS et al.
(1984) haben, um den Verschleiß an Seitenzahnfüllungen durch die Messmikroskopie zu
messen, Referenzkerben an nichtokklusionstragenden Bereichen präpariert.
Auch HIRT et al. (1984) haben für ihre profilometrischen Messungen Referenzpunkte
prärariert. Zum einen ist es unwahrscheinlich, dass diese Referenzpunkte keinen
Verschleißphänomenen wie Erosion und Abrasion unterliegen, zum anderen ist es mehr als
fraglich, ob es ethisch vertretbar ist, Zahnhartsubstanz für Referenzpunkte zu opfern, um
Verlust von selbigem zu messen. Die Stereophotometrie macht sich das Prinzip des
Stereosehens zunutze. Dabei kann jede Veränderung am lebenden Organismus mit zwei
photogrammetrischen Aufnahmen, die aus verschiedenen Winkeln gemacht werden,
numerisch ausgedrückt werden (STRAKA 1981). Bei dem so genannten Buffalo-System
(EICK et al. 1973) wird die Situation in vivo fotografisch festgehalten.
Zwei Kameras müssen bei den folgenden zeitlich versetzten Aufnahmen in gleicher Position
fixiert werden. Dies geschieht unter Zuhilfenahme von speziellen Rahmen und individuellen
Bissschlüsseln. Das dreidimensionale Bild wird kartographisch ausgewertet. Auch bei dieser
Methode besteht das Problem, dass es Areale auf der Zahnoberfläche geben muss, die keinen
Veränderungen unterliegen, damit Vergleiche angestellt werden können. Außerdem ist
aufgrund der Kontrastarmut der Zahnhartsubstanz das Erfassen von Höhenunterschieden
schwierig. Ungenauigkeiten können zudem durch Änderung des Zahnbogens resultieren, so
dass der Bissschlüssel nicht ordentlich reponiert werden kann.
Die Moiré-Topographie gestattet das Überziehen von Objektflächen mit hellen und dunklen
Streifen, die bei justierter Apparatur Höhenlinien darstellen und als solche fotografiert werden
können (KREULEN et al. 1991). Entsprechende Moiré-Bilderpaare können so überlagert
werden. Mayhall kombinierte die Technik mit der digitalen Bildanalyse, wodurch die
Okklusalfläche entlang der Fissuren in einzelne Teile gegliedert werden konnte. Die
projizierten Linien erlaubten schließlich die Bestimmung des Volumens jedes einzelnen
Höckers. Diese Technik ist ausschließlich auf Okklusalflächen von Seitenzähnen anwendbar,
nicht aber auf Glattflächen. Ferner sollte die zentrale Fossa intakt sein (MAYHALL et al.
1997). Da aber nicht nur Okklusalflächen von Verschleiß betroffen sind, ist diese Methode für
eine Quantifizierung von Substanzverlust an allen Zahnflächen nicht geeignet.
Einige der erwähnten Methoden sind sehr empfindlich, jedoch mit gewissen Nachteilen
behaftet. Die Verwendung eines 3D-Laserscanners liefert sehr genaue Ergebnisse. Die
Auflösung ist bis zu 16fach höher und dabei um den Zeitfaktor 60 kürzer (MEHL 1989).
Diese Methode wurde daher von uns favorisiert. Der Nachteil dieser Methode ist der relativ
hohe gerätetechnische Kostenaufwand.
Da alle Schlifffacetten unterschiedlich stark geneigt eingescannt wurden, wurde, um die
Messergebnisse zu optimieren, eine Einteilung in vier Gruppen mit unterschiedlicher Neigung
vorgenommen und entsprechend umgerechnet.
Unterschieden wurde in nicht bis leicht geneigt (0° + 10°), leicht geneigt (30° +/- 10°), stark
geneigt (50° +/- 10°) und sehr stark geneigt (70° +/- 10°). Für alle vier Bereiche wurde im
Mittel ein Umrechnungfaktor errechnet: Nicht bis leicht geneigt: 1,03; leicht geneigt: 1,19;
stark geneigt: 1,65; sehr stark geneigt: 3,34. Mit diesen Umrechnungsfaktoren wurden alle
gemessenen Flächen umgerechnet, um die Neigung möglichst auszugleichen.
Die Auswahl
des Abformmaterials ist
abhängig
von
Dimensionstreue und
der
originalgetreuen Wiedergabe von Oberflächenstrukturen des Materials.
Bei dem laborexperimentellen Vergleich verschiedener Abformmaterialien zeigten vor allem
reversible Hydrokolloide und irreversible Polyether (Impregum Firma ESPE) hervorragende
Eigenschaften in Bezug auf die Dimensionstreue und erzielen wahrscheinlich auch in der
klinischen Anwendung gute Ergebnisse (FEDERIK et al. 1997).
Der Nachteil der Hydokolloidabformungen ist der große apparative Aufwand und die
mangelnde Lagerfähigkeit der Abformungen. Polyetherabformungen, z.B. mit Impregum sind
sehr genau und beständig, aber leider sehr teuer. Auch die Anwendung von
Alginatabformmassen liefern akzeptable Ergebnisse und sind bedeutend günstiger als
Impregum.
Für den Scannvorgang im 3D-Laserscanner war es nötig Modelle herzustellen. Hier kamen
Modelle aus Superhartgips zum Einsatz. Gips ist als Material hervorragend geeignet, da die
Oberfläche keine Spiegelungen oder Fehler durch Transparenz- oder Transluzenzphänomene
zulässt. Durch optische Abtastung der Modelloberfläche kommt es zu keinem Verschleiß, so
dass die Messungen jederzeit reproduzierbar sind.
Die Anfertigung von Gipsreplikas der Probenoberfläche wie in dieser Studie führt zu keinem
weiteren Fehler (MEHL 1998).
Bei der Verwendung des Abformmaterials muss den Anweisungen des Herstellers Folge
geleistet werden. Das betrifft insbesondere die Arbeitszeit des Werkstoffes, die sich in die
Mischzeit, Verarbeitungszeit (Einbringzeit und Abformzeit) und Abbindezeit unterteilt.
Außerdem besteht die Möglichkeit, dass die Abformung durch Lufteinschlüsse und
Fließfalten unbrauchbar wird, da in einem solchen Falle die Oberfläche des Zahnes und die
des Markers nicht genau abgebildet werden. Ob eine Abformung weitgehend fehlerfrei ist
oder nicht, lässt sich letzten Endes durch die Herstellung eines Modells beurteilen. Ebenso
wie bei der Abformung können Fehler bei der Modellherstellung entstehen. Das
Mischverhältnis wird durch den Hersteller vorgegeben und lässt durch die genaue
Portionierung
von
Gipspulver
und
destilliertem
Wasser
keinen
Spielraum
für
Dosierungsfehler. Beim Einfüllen des Gipses in die Abformung kann es jedoch auch hier zu
Lufteinschlüssen bzw. Blasenbildung kommen.
Befinden sich diese auf relevanten Flächen, so muss die Modellherstellung wiederholt
werden.
Da die Abformung nach der Entfernung des Modells meistens nicht erhalten werden kann,
empfiehlt es sich, aus diesem Grunde vorbeugend zwei Abformungen zu nehmen und zwei
Modelle herzustellen.
Fehler bei der Bestimmung einer Schlifffacette können bei dem Messvorgang an sich und bei
der Auswertung der Messdaten unterlaufen.
Im Allgemeinen nicht beherrschbare Faktoren sind intrinsische Schwankungen des
Messgerätes selbst, zum anderen Schwankungen, die durch den Untersucher, die Umgebung
(Temperatur, Feuchte, etc.), den Zeitabstand zwischen den Messungen und der Kalibrierung
des Messgerätes auftreten können.
Abformreste und andere Verunreinigungen (Staub) müssen vor der Messung von der
Modelloberfläche entfernt werden.
Um eine Verwechslung von Schlifffacetten mit zahnärztlichen Einschleifmaßnahmen zu
vermeiden, wurden nur Facetten vermessen, die definitionsgemäß eine plane Oberfläche und
einen scharfen Rand aufwiesen. Es ist aber nicht auszuschließen, dass das Ausmaß einzelner
Schlifffacetten durch zahnärztliche Einschleifmaßnahmen beeinflusst wurde.
Funktionsanalytische
Befunde,
Mundhygienemaßnahmen,
Ernährungsgewohnheiten,
Schmelzbildungsstörungen und Salivationsstörungen wurden in dieser Arbeit nicht
berücksichtigt. Der Zusammenhang von nichtkariös bedingtem Zahnhartsubstanzverlust und
Mundhygienemaßnahmen wurde von zahlreichen Autoren nachgewiesen. Hier seien nur
einige genannt: JOINER et al. (2004), WIEGAND et al. (2008), PARRY et al. (2008).
Auch unterschiedliche Ernährungsgewohnheiten können Verschleißphänomene der Zähne
beeinflussen. DETER (2008) zeigte an seinen Untersuchungen, dass Jäger- und
Sammlerpopulationen einen höheren Anteil Abrasionen aufweisen als Ackerbau betreibende
Populationen. Auch Veränderungen in der Herstellung von Lebensmitteln kann die
Abnutzung
von
Zähnen
beeinflussen
(WATSON
2008).
Besonders
wenn
Ernährungsgewohnheiten häufige Säureexpositionen verursachen, werden Abrasionen
begünstigt (ZERO et al. 2006).
Auch
pathologische
funktionsanalytische
Befunde
korrelieren
mit
Schlifffacetten
(OGINNI et al. 2007).
4.2
Diskussion der Ergebnisse
Das Ziel dieser Studie war es, festzustellen, wie sich Verschleißphänomene in der
Mundhöhle, also in vivo am Schmelz und an den verschiedenen Restaurationsmaterialien
widerspiegeln. Angaben über den tatsächlichen Substanzverlust durch Abrasion, Attrition und
Erosion konnten jedoch nicht gemacht werden. Dazu wäre es nötig gewesen den Urzustand
der Zähne zu kennen.
Von den 8881 vermessenen Schlifffacetten lagen 82,1% im Schmelz, 9,6% im Amalgam,
2,1 % im Kunststoff, 2,8 in den Gusslegierungen und 3,4% in der Keramik.
Die deutlich größere Anzahl der Schlifffacetten in der natürlichen Zahnsubstanz erklärt sich
durch die längere Verweildauer des Schmelzes in der Mundhöhle und die damit verbundene
längere abrasive Aktivität. Insofern ist es schwierig den Verschleiß von natürlicher
Zahnhartsubstanz mit Restaurationsmaterialien in vivo direkt zu vergleichen.
Betrachtet man das Verhältnis der Messstellen mit und ohne Schlifffacetten, ist es bei den
Schmelzmessstellen annähernd ausgeglichen. In dem Probandenklientel dieser Studie sind
also die Hälfte aller Messstellen von Verschleiß betroffen. Im Amalgam, der Gusslegierung
und auch der Keramik ist das Verhältnis besser, es sind ca. ein Viertel der Messpunkte von
Schlifffacetten betroffen. Der Kunststoff allerdings weist ein deutlich schlechteres Verhältnis
auf, es sind nur ca. ein Viertel der Messstellen frei von Verschleiß.
Quantitativ sind im Kunststoff die wenigsten Facetten zu finden, was sich an der deutlich
geringern Anzahl der Messstellen im diesem Material begründet. Das negative Verhältnis
Verschleiß/kein Verschleiß weist jedoch auf ein schlechteres Verschleißverhalten dieses
Materials hin. Die größten Facetten mit durchschnittlich 10 mm2 liegen im Kunststoff. In den
metallischen Werkstoffen, Amalgam und Kunststoff sind die Facetten mit einer Größe von
durchschnittlich 8 mm2 kleiner. In der Keramik und dem Schmelz sind die Schlifffacetten mit
6 mm2 am kleinsten. Die Kunststoffe weisen also in Bezug auf Größe und Häufigkeit
schlechtere Werte auf. Besonders unter starker Belastung, also im Seitenzahnbereich, kommt
es an Kompositrestaurationen zu stärkerem Verschleiß (MARQUIS et al. 2000). Die
metallischen Restaurationsmaterialien sind deutlich abrasionsfester (JACOBI et al. 1991,
SACHDEO et al. 2004) und die Keramik zeigt ein dem Schmelz ähnliches Abrasionverhalten.
Es ist natürlich zu bedenken, dass besonders die Kunststoffe in den letzten Jahren deutlich
verbessert worden sind und die heutigen modernen Komposite wahrscheinlich bessere Werte
aufweisen. RASTELLI et al. (2001) zeigten in ihren Versuchen zum klinischen Erfolg von
Kompositrestaurationen, dass alle untersuchten Kompositfüllungen Verschleiß aufwiesen.
PESUN et al. (2000) evaluierten posteriore Kompositoberflächen, mit dem Ergebnis, dass
Komposite schneller verschleißen als Schmelz. Dieses Abrasionsverhalten wird nicht nur
durch mechanische Beanspruchung verursacht, sondern auch durch interne Korrosion, d.h.
durch Wasseraufnahme, Aufbrechen der Matrix und Herauslösen von Füllern (SARKAR
2000). Aufgrund der vielen Messstellen in der Zahnhartsubstanz ist die weitaus häufigste
Verschleißpaarung in dieser Untersuchung Schmelz/Schmelz (65,4 %). Inwieweit in diesen
Schlifffacetten auch das Dentin betroffen ist, lässt sich schwer bemessen, weil alle Facetten
indirekt an Gipsmodellen vermessen wurden. Die Größe vieler Facetten lässt aber die
Aussage zu, dass das Dentin mit betroffen sein muß. Fast die Hälfte aller Schlifffasetten
(44,1%) sind 5mm2 bis 10mm2 groß, ein Drittel (33,3%) sind bis 5mm2 groß, 4,4% sind
15mm2 bis 20mm2 groß. Einige Schlifffacetten sind bis zu einem cm2 groß, solche
Substanzverluste entstehen, wenn die gesamte Okklusalfläche eines Molaren abradiert ist.
Verschleißpaarungen, in denen Amalgam involviert ist, bilden die zweitgrößte Gruppe. Es
verschleißt gegen sich selbst (7 %) und verursacht Facetten im Schmelz (10,2 %). In dieser
Verpaarung sind die Facetten im Amalgam im Mittel etwas größer, jedoch im Schmelz
zahlreicher. Andere Autoren zeigten in ihren Versuchen, dass eine gute Abrasionbeständigkeit
von Schmelz gegenüber Amalgam besteht (JAGGER et al.1995, KREYCI et al. 1995).
Wahrscheinlich werden einige der zahlreichen Schmelzfacetten schon vor dem Legen der
Amalgamfüllungen entstanden sein. Eine Verschleißpaarung Schmelz/Keramik wurde in
4,7 % der Fälle gemessen. In dieser Verpaarung sind die Facetten annähernd gleich groß,
jedoch im Schmelz häufiger (276/142). Auch in den jüngsten Studien (ETMAN et al. 2008,
YAN et al. 2007, OLIVERA et al. 2006, KRAMER et al. 2006, ELMARIA et al. 2006,
CLELLAND et al 2003) wurde gezeigt, dass sich der Schmelz gegenüber der Keramik etwas
stärker abradiert. Niedrig schmelzende Keramiken und polierte Oberflächen aber reduzieren
dieses Phänomen (ELMARIA et al. 2006). Dennoch kann die Aussage getroffen werden, dass
der Verschleiß der Keramiken in vivo dem des Schmelzes am nächsten kommt.
Gusslegierungen weisen ähnlich große Schlifffacetten wie der Schmelz auf, jedoch sind die
Facetten im Schmelz häufiger. Im Schmelz wurden 286 und in den Gussrestaurationen 63
gefunden. Dies weist auf eine gute Abrasionsfestigkeit der Gusslegierungen hin. Auch andere
Autoren kamen zu diesem Ergebnis (YAN et al. 2007, RAMP et al. 1999, RAMP et al. 1997,
ABE et al. 1997). In der Verschleißpaarung Amalgam/Kunststoff sind die Facetten im
Amalgam etwas größer als im Kunststoff, im Kunststoff allerdings häufiger (15/29).
Auch die Tatsache, dass Amalgam langlebiger ist als Kunststoff (SONCINI et al. 2007) und
somit länger den abrasiven Vorgängen ausgesetzt
ist, unterstreicht die bessere
Abrasionsfestigkeit des Amalgams. Auch GIL et al. (1999) und HIRT et al. (1984) zeigten in
ihren Versuchen, dass Kunststoffe stärker abradieren. Laborgefertigte Restaurationen zeigen
eine stärkere Abrasionfestigkeit als plastische Füllungsmaterialien, in allen sind die Facetten
größer und häufiger.
Das Alter der Probanden in dieser Studie liegt zwischen 20 und 59 Jahren. Um das
Vorkommen und das Ausmaß von Schlifffacetten bei Individuen verschiedenen Alters
analysieren zu können, wurden das Probandengut in Gruppen unterteilt. Es wurden
Fünfjahresgruppen gebildet: 20 bis 24, 25 bis 29, 30 bis 34 usw.
Es zeigte sich, dass die Facetten in den Gruppen mit älteren Probanden größer sind. Auch
andere Autoren zeigten diesen Zusammenhang in ihren Untersuchungen (MOLNAR 2008,
BARTLETT et al. 2008).
An den Molaren und im Amalgam sind in der Gruppe der 50 bis 54jährigen Probanden
kleiner werdende Schlifffacetten zu erkennen. Dies lässt sich durch den Umstand erklären,
dass in diesem Alter oft Neuversorgungen notwendig sind.
Bei den männlichen Probanden sind deutlich größere Facetten zu finden. Besonders an den
oberen mittleren Incisiven und den Molaren ist dieser Unterschied stark ausgeprägt.
Auch BERNHARDT et al. (2004) fanden in Ihren Unersuchungen heraus, dass das
Geschlecht neben Bruxismus der größte Risikofaktor für okklusalen Verschleiß ist.
4.3
Schlussfolgerung
Die Ergebnisse dieser in vivo Studie geben Auskunft über das Abrasionsverhalten des
Schmelzes und der verschiedenen dentalen Restaurationsmaterialien. Bei allen Probanden
dieser Studie war Verschleiß in Form von Schlifffacetten zu finden.
Die meisten der vermessenen Facetten lagen im Schmelz, da dieser in der Regel länger den
abrasiven Vorgängen in der Mundhöhle ausgesetzt ist. Die Restaurationsmaterialien zeigen
ein unterschiedliches Verschleißverhalten. Plastische Füllungsmaterialien zeigen einen
ausgeprägteren Verschleiß als laborgefertigte Restaurationen. Insbesondere die Gruppe der
Kunststoffrestaurationen weist eher ungünstige Werte in Bezug auf okklusale Stabilität auf.
Es ist aber anzunehmen, dass die heutigen modernen Komposite über bessere Eigenschaften
verfügen. Keramische Restaurationen zeigen ein dem Schmelz ähnliches okklusales
Verschleißverhalten.
Ältere Probanden haben größere Schlifffacetten, der okklusale/inzisale Verschleiß entsteht
also kontinuierlich im Laufe der Zeit. Bei männlichen Individuen sind deutlich größere
Facetten zu finden.
Dentale Restaurationen sollen die ursprüngliche Funktionalität der Zähne wieder herstellen,
ästhetisch ansprechend sein und für okklusale Stabilität sorgen. Es ist daher bei jeder
Restauration die Indikation auch in Bezug auf okklusale Stabilität zu prüfen. Dies gilt
besonders im okklussionstragenden Bereich.
In weiteren in vivo Studien sollten die Ergebnisse dieser Arbeit unter Einbeziehung
biomechanischer und anatomisch-physiologischer Aspekte weiter verfolgt werden. Es sind
bereits Studien in Arbeit, die auf diesen Ergebnisse aufbauen und weitere Parameter
untersuchen.
5.
ZUSAMMENFASSUNG
Im Rahmen dieser Studie wurde der okklusale/inzisale Verschleiß von menschlichen Zähnen,
der aufgrund von Abrasion, Attrition und Erosion entsteht, anhand von Schlifffacetten, die auf
Gipsmodellen vermessen wurden, untersucht.
Dieser Untersuchung standen 268 Probanden zur Verfügung, die im Rahmen des assoziierten
Projektbereiches der regionalen Basisstudie Vorpommern (SHIP - Study of Health in
Pomerania) "Munderkrankungen und kraniomandibuläre Dysfunktionen" untersucht worden
sind.
Von allen Probanden wurden Oberkiefer- und Unterkieferabformungen genommen und
Modelle erstellt. Diese Modelle wurden mit einem 3D-Laserscanner digitalisiert und anhand
der Pixelzahl und der Neigung der Schlifffacetten die Fläche errechnet.
An den 22900 Messstellen wurden 8881 Facetten gefunden und vermessen: Davon lagen
3422 an den Incisiven, 1749 an den Prämolaren und 2120 an den Molaren. Im Schmelz
wurden 7291, im Amalgam 852, im Kunststoff 185, in den Gusslegierungen 250 und in den
Keramiken 303 Facetten vermessen.
In der Gruppe der Kunststoffrestaurationen sind die wenigsten Facetten gefunden worden, im
Gegensatz zu den anderen Materialien sind dort jedoch deutlich mehr Messstellen von
Verschleiß betroffen. Des Weiteren sind in den Kunststoffoberflächen auch die größten
Facetten vermessen worden. Alle anderen untersuchten Materialien zeigen geringeren
Verschleiß. Die Gruppe der Keramikrestaurationen scheint sich in Bezug auf Verschleiß dem
Schmelz ähnlich zu verhalten. Amalgam zeigt gegenüber dem Schmelz und den anderen
untersuchten Materialien gute Verschleißfestigkeit. Die Gruppe der Gusslegierungen sind die
abrasionsfestesten dentalen Restaurationsmaterialien.
Die Größe der Schlifffacetten nimmt im untersuchten Probandengut bei älteren Probanden zu,
der okklusale/inzisale Verschleiß nimmt also mit steigendem Alter kontinuierlich zu. Männer
zeigen deutlich größere Facetten als Frauen.
Die Ergebnisse dieser Untersuchung bestätigen Zusammenhänge zwischen der Entstehung
okkusalen Verschleißes und verwendeten dentalen Restaurationsmaterialien.
Demzufolge ergibt sich die klinische Notwendigkeit, der Entstehung von Schlifffacetten
durch die entsprechende Indikationsstellung, also dem richtigen Einsatz dentaler
Restaurationmaterialien, entgegenzuwirken.
6.
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
Abb.1
3D eingescanntes Modell mit starken Schliffmarken
Abb.2
Darstellung starker Schliffmarken
Abb.3
3D eingescanntes Modell mit leichten Schliffmarken
Abb.4
Darstellung leichter Schliffmarken
Abb.5
Rechtwinkeliges Dreieck
Abb.6
Gesamtaufbau des 3D Laserscanners mit den einzelnen Komponenten
Abb.7
Prinzipskizze des Lichtschnittsensors
Abb.8
Intensitätsverteilung der Lichtlinie auf dem CCD – Chip im Querschnitt
Abb.9
Darstellung konstruktionsbedingter Achsen des 3D Scanners
7.
GRAFIKVERZEICHNIS
Grafik 1
Anzahl der Schlifffacetten in den verschiedenen Materialien im Balkendiagramm
Grafik 2
Anzahl der Messstellen ohne Schlifffacette im Balkendiagramm
Grafik 3
Anzahl der Schlifffacetten in den Restaurationsmaterialien ohne Schmelz
im Balkendiagramm
Grafik 4
Gegenüberstellung der Messstellen mit und ohne Schlifffacette in einem Material
im Balkendiagramm
Grafik 5
Größenverteilung der Schlifffacetten bezogen auf alle Zähne im Balkendiagramm
Grafik 6
Größenverteilung der Schlifffacetten bezogen auf die verschiedenen Zahngruppen
im Balkendiagramm
Grafik 7
Größe der Schlifffacetten in den verschiednen Materialien in Boxplot
Grafik 8
Größe der Schlifffacetten an den unterschiedlichen Zahngruppen im Boxplot
Grafik 9
Größe der Schlifffacetten in den verschiedenen Materialien im Boxplot
Grafik 10 Gesamtabschliff pro Zahn im Boxplot
Grafik 11 Anzahl der Verschleißpaarungen imBalkendiagramm
Grafik 12 Anzahl der Verschleißpaarungen an den Frontzähnen im Balkendiagramm
Grafik 13 Anzahl der Verschleißpaarungen an den Prämolaren im Balkendiagramm
Grafik 14 Anzahl der Verschleißpaarungen an den Molaren im Balkendiagramm
Grafik 15 Größe der Schlifffacetten in den Verschleißpaarungen im Boxplot
Grafik 16 Größe der Schlifffacetten in den Verschleißpaarungen an den Frontzähnen
im Boxplot
Grafik 17 Größe der Schlifffacetten in den Verschleißpaarungen an den Prämolaren
im Boxplot
Grafik 18 Größe der Schlifffacetten in den Verschleißpaarungen an den Molaren
im Boxplot
Grafik 19 Größenverteilung der Schlifffacetten innerhalb der Verschleißpaarungen
mit Schmelzbeteiligung im Boxplot
Grafik 20 Größenverteilung der Schlifffacetten innerhalb der Verschleißpaarungen
ohne Schmelzbeteiligung im Boxplot
Grafik 21 Größe der Schlifffacetten im Alter von 20 bis 59 Jahren
im Federbalkendiagramm
Grafik 22 Größe der Schlifffacetten im Alter von 20 bis 59 Jahren bei Männern und Frauen
im Federbalkendiagramm
Grafik 23 Größe der Schlifffacetten im Alter von 20 bis 59 Jahren an den Zahngruppen
im Federbalkendiagramm
Grafik 24 Größe der Schlifffacetten im Alter von 20 bis 59 Jahren in den verschiedenen
Materialien im Federbalkendiagramm
Grafik 25 Größe der Schlifffacetten im Alter von 20 bis 29 Jahren in den verschiedenen
Verschleißpaarungen im Federbalkendiagramm
Grafik 26 Gesamtabschliff pro Zahn im Alter von 20 bis 59 Jahren im Boxplot
Grafik 27 Größe der Schlifffacetten im Boxplot, dargestellt am Zahnschema
Grafik 28 Größe der Schlifffacetten bei Frauen im Boxplot, dargestellt am Zahnschema
Grafik 29 Größe der Schlifffacetten bei Männern im Boxplot, dargestellt am Zahnschema
Grafik 30 Größe der Schlifffacetten in den verschiedenen Materialien im Boxplot,
im Alter von 20 bis 59 Jahren
Grafik 31 Größe der Schlifffacetten in den verschiedenen Verschleißpaarungen im Boxplot,
im Alter von 20 bis 59 Jahren
8.
TABELLENVERZEICHNIS
Tabelle 1 Tooth Wear Index nach Hugoson (1988)
Tabelle 2 Tooth Wear Index nach Smith und Knight (1984
Tabelle 3 Formen der Zahnabnutzung nach Hickel (1993)
Tabelle 4 Einteilung in Neigungswinkel – Kategorien
Tabelle 5 Verschleißpaarungen
Tabelle 6 Verschiedene 3-D-Oberflächmeßsysteme (Mehl 1998)
Tabelle 7 Anzahl der Messstellen in den verschiedenen Materialien an den Zahngruppen
Tabelle 8 Anzahl der Schlifffacetten in den verschiedenen Materialien an den Zahngruppen
Tabelle 9 Kreuztabelle Material/Verschleißpaarung
9
GERÄTEVERZEICHNIS
- 3D Scanner
Laserscanner, Fa. Willytec/Etkon
- Programm SPSS
Version 11.5
- Programm R
Version 2.61
Freeware /Shareware: www.r-project.org
10. LITERATURVERZEICHNIS
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11. Anhang
Grafik 30 Größe der Schlifffacetten in den verschiedenen Materialien
Grafik 31 Größe der Schlifffacetten in den verschiedenen Verschleißpaarungen
Eidesstattliche Erklärung
Hiermit erkläre ich, dass ich die vorliegende Dissertation selbständig verfasst und keine
anderen als die angegebenen Hilfsmittel benutzt habe.
Die Dissertation ist bisher keiner anderen Fakultät vorgelegt worden.
Ich erkläre, dass ich bisher kein Promotionsverfahren erfolglos beendet habe und dass eine
Aberkennung eines bereits erworbenen Doktorgrades nicht vorliegt.
Greifswald, 16.01.09
Danksagung
Mein erster Dank gilt Prof. Dr. Kordaß für die Überlassung des Arbeitsthemas, die beratende
Begleitung und ermutigende Betreuung dieser Arbeit sowie für die Durchsicht und Korrektur
des Manuskriptes.
Weiterhin möchte ich insbesondere Herrn Schmidt aus dem Forschungslabor der Zahnklinik
Greifswald für die Bereitstellung von Arbeitsplätzen und Geräten sowie seine hilfreiche
Betreuung während der Durchführung des laborpraktischen Teils der Arbeit danken.
Dabei gilt mein besonderer Dank auch Frau Holtfreter und Herrn Dr. Schwahn für die
Einarbeitung in statistische Fragestellungen sowie ihre fortwährende Unterstützung bei
Fragen und Problemen.
Des Weiteren danke ich meiner Freundin Dana Bussler für die Motivation und
Korrekturarbeit.
Außerdem möchte ich herzlichst meiner Familie und meinen Freunden danken - sie standen
mir jederzeit hilfreich zur Seite und lieferten mir während der gesamten Arbeit ermunternde
Unterstützung.