Ein Vergleich der Zahnbogenformen im bleibenden Gebiss junger Berliner mit den Formen konfektionierter Bögen nach McLaughlin, Bennett und Trevisi

Abstract

Die vorliegende Arbeit sollte die prozentuale Verteilung der Bogenformen (OrthoForm I spitz, OrthoForm II eckig, OrthoForm III oval, OrthoForm LA) nach dem OrthoForm-Bogensystem der Firma 3M Unitek anhand von Unterkiefermodellen von Kaukasiern in einer kieferorthopädischen Praxis in Berlin ermitteln und eine Empfehlung für die Vorhaltung von Bögen in der Praxis geben. Weiterhin sollten Zusammenhänge zwischen Zahnbogenform, Angle-Klasse und Geschlecht geprüft werden. Zum Schluss sollten die computergestützten Ergebnisse zum Ermitteln der am besten passenden Bogenform mit den per Augenmaß ermittelten Ergebnissen vergleichen werden. Die Studie umfasste 190 Modelle (davon 54 mit Angle-Klasse I, 120 mit Angle-Klasse II und 16 mit Angle-Klasse III) von 84 männlichen, 106 weiblichen Patienten, die folgende Auswahlkriterien erfüllten: 1\. Die Patienten mussten kaukasischer Abstammung sein. 2\. Es musste ein vollständiges, kieferorthopädisch unbehandeltes bleibendes Gebiss vorliegen. 3\. Die Unterkieferzahnbögen durften keinen wesentlichen Eng- bzw. Weitstand aufweisen, wobei eine Zahnbogenlängendiskrepanz bis zu 3 mm akzeptabel war. 4\. Es durften keine offensichtlichen Größen- und Formanomalien der Zähne vorliegen. 5\. Die Zähne durften keine zahnärztliche Versorgung der Schneidekanten, der Eckzahnspitzen sowie der Höckerspitzen der Seitenzähne und der Approximalflächen aufweisen. Die Unterkiefermodelle wurden standardisiert von okklusal fotografiert und die Zahnbogenform wurde bei jedem Unterkiefermodell computergestützt ermittelt. Dazu wurden mit Hilfe der Programme ImageJ und Microsoft Excel für jedes Unterkiefermodell 12 Bracketschlitzpunkte von Zahn 36 bis Zahn 46 berechnet und die Verbindung dieser 12 Bracketschlitzpunkte ergab die individuelle Zahnbogenform des jeweiligen Modells. Mit der gleichen Vorgehensweise wurden die Bogenform- Schablonen in den Computer übertragen. Die Mittelpunkte der einzelnen Zahnbogenformen und der Bogenform-Schablonen wurden als Ursprung der X- und Y-Koordinaten definiert. Somit war die Überlagerung jeder ermittelten Zahnbogenform mit den vier vorgegebenen Bogenformen durch ein in Microsoft Excel entwickeltes Berechnungssystem möglich. Die Bestimmung der Zahnbogenform wurde analog mit transparenten OrthoForm-Schablonen durch die Promovendin an den Unterkiefermodellen durchgeführt. So wurde sowohl mit der computergestützten Schablonen-basierten als auch mit der manuellen Schablonen- basierten Methode ermittelt, wie häufig bei den 190 untersuchten Unterkiefermodellen die einzelnen Bogenformen des OrthoForm-Bogensystems die geringsten Abweichungen von der Zahnbogenform aufwiesen. Das Resultat ist, dass in einer Berliner Praxis mit vorwiegend kaukasischer Klientel OrthoForm- Bögen im folgenden Zahlenverhältnis am besten passen und entsprechend bevorratet werden sollten: 61 % OrthoForm I spitz, 37 % OrthoForm III oval, 1 % OrthoForm II eckig, 1 % OrthoForm LA. Die Verteilungshäufigkeit der OrthoFormen in den einzelnen Angle-Klassen sowie bei den beiden Geschlechtern war sehr ähnlich. Somit wurde keine starke Abhängigkeit der Verteilung der Bogenformen von den Angle-Klassen und vom Geschlecht festgestellt. Die Ergebnisse der computergestützten Schablonen-basierten und der manuellen Schablonen-basierten Methode hatten eine gute Übereinstimmung (Kappa = 0,78). Unterschiede bei beiden Methoden gab es bei Zahnbogenformen, die sich zwischen zwei Bogenformen einstufen ließen; dies war bei 11 % der Unterkiefermodelle der Fall. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Beurteilung der Zahnbogenform durch den Behandler mittels Schablonen für den kieferorthopädischen Alltag ausreichend ist. Bei einigen Patienten ist eine individuelle Anpassung der Bogenform nötig. Der Grund dafür ist, dass es zahlreiche Variationen der Zahnbogenform gibt und daher lassen sich nicht alle menschlichen Zahnbogenformen den vier OrthoFormen zuordnen.

The aims of the present study were to determine the frequency distribution of the arch forms manufactured by the company 3M Unitek (OrthoForm I tapered, OrthoForm II square, OrthoForm III ovoid, and OrthoForm LA) in mandibular arches of Caucasians from an orthodontic practice in Berlin and to give a recommendation for reserving archwires in a practice. Furthermore it aims to clarify if there is a relationship between dental arch form and Angle Class or gender and finally to compare the computer-aided results of the determined best matching OrthoForm with the results done manually by an orthodontist. The study included 190 models (54 Class I, 120 Class II, and 16 Class III) of 84 males and 106 females to match the following inclusion criteria: 1\. The patients had to be Caucasian. 2\. Full permanent dentition with no previous orthodontic treatment. 3\. Arch length discrepancy of 3 mm or less. 4\. Normal tooth size and shape. 5\. No restorations extending to contact areas, cusp tips, or incisal edges. The occlusal surfaces of the mandibular models were photographed and the dental arch form was determined for each mandibular model using a computer-aided method. For this purpose 12 bracket slot points were defined for each mandibular model from tooth 36 to tooth 46 using the program ImageJ and Microsoft Excel. The connection of these 12 bracket slot points yielded the individual dental arch form of the respective model. Using the same approach, the arch form templates were transferred to the computer. The midpoints of each dental arch form and arch form templates were taken as the origin of the x and y coordinates. Thus it was possible to superimpose each determined dental arch form on the four arch forms using a specially developed calculation program in Microsoft Excel. In addition, the determination of the dental arch form was done manually by the doctoral candidate using clear OrthoForm arch form templates which were overlaid on the patient’s mandibular model. Thus it was possible to determine with both the computer-aided template-based method as well as with the manual template-based method, how often each OrthoForm arch form had the least deviations from the 190 examined mandibular dental arch forms. The results showed the following frequency distribution: 61 % OrthoForm I tapered, 37 % OrthoForm III ovoid, 1 % OrthoForm II square, and 1 % OrthoForm LA. According to these ratios a reservation of archwires in an orthodontic practice with Caucasian patients can be recommended. This recommendation applies to the archwires ordered from the company 3M Unitek. The frequency distribution of the OrthoForm arch forms showed a very similar distribution in the Angle Classes and in both genders. Hence there was no relationship observed between the distribution of OrthoForm arch form and Angle Classes or gender. Further on the results of the computer- aided template-based method and the manual template-based method had a substantial agreement (Kappa = 0,78). Most of the results of both methods coincided with each other except 11 %. These were dental arch forms which could be classified between two arch forms; they didn’t fit exactly into one certain OrthoForm. This concludes that the assessment of the dental arch form by a practitioner using templates is sufficient for the orthodontic daily use. Besides, the necessity of an individual adjustment of the arch forms for some patients is required. The reason for this lies in the numerous variations of the dental arch forms and therefore the OrthoForm arch forms can’t fit all human dental arch forms properly.