Entwicklung und Anwendung einer Methode zur Kaukraftmessung

Abstract

Die vorliegende Arbeit befasste sich mit der Entwicklung und Anwendung einer Methode zur einfachen, individuellen Kaukraftmessung. Als Basis hierfür wurde eine Druckmessfolie benutzt. Diese Folie (Fuji Prescale) kann bei auftretenden Kräften mithilfe chemischer Reaktionen und einer entsprechenden Rotverfärbung Belastungsflächen und -kräfte quantitativ wiedergeben. Um die gefärbten Flächen auswerten zu können, wurden diese mit einem handelsüblichen Scanner in einen Personalcomputer eingelesen. Zur Auswertung der Folieninformationen wurde in Zusammenarbeit mit Feiks ein EDV-Programm entwickelt. Das Programm liefert Angaben zur Anzahl der gefärbten Bildpunkte sowie Informationen zu deren Intensität. Zum Schutz der feuchtigkeitsempfindlichen Folie vor dem feuchten Milieu des Mundraumes wurden verschiedene Polymermaterialien und Beschichtungsmethoden getestet. Dabei erwies sich die Beschichtung mit Polyvinylacetat mittels Rakelverfahrens als am besten geeignet. Die Untersuchungen zeigen, dass die beschichteten Folien mindestens eine Woche gelagert werden sollten, ehe sie belastet werden können. Weiterhin zeigte sich auch nach vollständiger Trocknung der Folienschutzschicht eine gewisse Veränderung der gefärbten Bereiche hinsichtlich gemessener Intensität und Fläche innerhalb eines Zeitraumes von 24 Stunden nach Druckbelastung. Um hieraus resultierende Verfälschungen der Messwerte auszuschließen, wurde eine Eichung durch eine Referenzmessung erforderlich. Diese Referenzbelastung erfolgte unmittelbar nach Belastung durch einen Probanden auf der gleichen Druckmessfolie. Die am Artikulator durchgeführten Testreihen ergaben eine gute Reproduzierbarkeit der Messwerte, die durch das Messsystem erhalten wurden. Der mittlere relative Fehler der durch die Messkette ermittelten Kräfte betrug 3,6 %. Das neu entwickelte Folien-Druckmesssystem wurde an zwei Probanden (28 und 51 Jahre) sorgfältig erprobt. Hierbei wurde festgestellt, dass für den 28jährigen Probanden die Kaukräfte (1882,3 +- 40,4 N) im oberen Kraftbereich der in der Literatur angegebenen Kaukräfte für gesunde, vollbezahnte Probanden lag. Bei dem zweiten Probanden (51 Jahre) wurden geringere Kraftwerte (736,3+-157,2 N), möglicherweise mit dem Versorgungszustand zu erklären. Die Vorteile der neu entwickelten Messmethode gegenüber den bekannten Systemen zur Kaukraftbestimmung sind in folgenden Punkten zu sehen:Einfache Versuchsdurchführung, kostengünstige Hilfsmittel (handelsüblicher PC und Scanner), geringe Sensordicke (max. 110 µm) und Bisssperrung, Mundbeständigkeit durch fest mit der Oberfläche verbundene Polymere (PVAC), Möglichkeit der Bestimmung von Kraft, Fläche und Druck an einzelnen Zähnen, gute Reproduzierbarkeit und Genauigkeit.

Aim of this work was to develop and asses an easy handling method for inter individual bite force measurement. A pressure sensitive film was taken as a basis. Via chemical reactions this film (Fuji Prescale) is able to show acting forces and surfaces by developing a red colour. Two problems were to solve, first to cover the film and safe it against humidity and second to develop and test software which transform the data from the film into load and force values with help of commercial scanners. In cooperation with Feiks software for evaluation was developed. This software gave information about number an intensity of all coloured pixels. To protect the film from water several polymer materials and coating techniques have been tested. Especially polyvinyl acetate coatings applied with scrapping technique showed adequate results. The coated film shouldn t be loaded during the first week after coating procedure. Within 24h after exposition of the film changes in intensity and dimension of the coloured areas could be observed. To eliminate the influence of this changes a reference point measurement was developed. This reference point measurement was made immediately after loading through the test person on the same film. Test series using an articulator showed reproducible results of this bite force measurement method. The mean relative error of the determined forces by this system was 3,6%. This novel bite force measurement system was tried and tested on two test-persons (28 and 51 years old) accurately. In comparison to the literature it could be shown that the bite forces of the 28 years old test person (1882,3 +- 40,4 N) are located at the head of the range of bite forces measured up to now. The bite forces (736,3 +-157,2 N ) measured at the second test-person (51 years old) are considerable lower, possibly related to his restoration situation. Comparing to the known systems the advantages of this system to measure the bite force are: Simple handling of the test, cost-effective tools (commercial personal computer and scanner, thin sensor (max. 110 µm) and little blocking of the bite, stability against water by coating with polymers (PVAC), possibility of measurement of force, contact area and pressure at single teeth,good reproducibility and high accuracy.