kein Abstract verfügbar

Occlusion is a central aspect of all prosthetic restorations, including complete dentures. Within the follow-up (SHIP 1) of the regional population-based "Study of Health in Pomerania" (SHIP), a number of 3300 study participants were examined concerning the occlusion of artificial teeth in purely mucosa and non-implant-borne complete dentures. These subjects were representative of the population. Therefore, occlusal bite registrations obtained in habitual intercuspation (IP) were made and were digitally evaluated with the Greifswald Digital Analyzing System (GEDAS) software based on transparent contact areas. A total of 495 subjects wore such complete dentures, of whom 438 wore maxillary dentures (217 men, 71.3 ± 9.2 years; 221 women, 68.9 ± 9.1 years), and 278 wore mandibular dentures (141 men, 70.4 ± 8.5 years; 137 women, 70.4 ± 8.5 years). The mean number of denture teeth was 13.4 ± 0.89 in the maxilla (of which 6.8 ± 2.77 were in occlusal contact), and 13.3 ± 0.91 in the mandible (of which 6.8 ± 2.97 were in occlusal contact). In general, the premolars (maxilla: 2.8 ± 1.31; mandible: 2.6 ± 1.29 teeth) had more occlusal contact than the molars (maxilla: 2.2 ± 1.24; mandible: 2.3 ± 1.23 teeth). The differences were highly significant, with P < 0.01 in the Wilcoxon test for paired samples. Furthermore, there were distinctions between both sides, with the right side having more posterior teeth in contact than the left side (maxillary right: 2.6 ± 1.18; maxillary left: 2.5 ± 1.14; mandibular right: 2.5 ± 1.13; mandibular left: 2.4 ± 1.13), each significant for the maxilla at P = 0.022 (Wilcoxon test). Here, the number of denture teeth played a role. In dentures with exactly 14 denture teeth (maxillary: n = 301; mandibular: n = 179), there were significantly more molars than premolars in contact in the mandible (premolars: 2.4 ± 1.37; molars: 2.7 ± 1.27; P = 0.026), whereas in the maxilla the ratio of premolars to molars in contact was reversed (premolars: 2.8 ± 1.36; molars: 2.6 ± 1.25); however, the latter difference proved barely significant at just P = 0.099. Women tended to have slightly fewer contact-bearing teeth than men (posteriors in men: 5.1 ± 2.04; in women: 4.9 ± 2.03); the differences were not significant. Nor were there any significant differences between the groups < 70 years (maxillary: n = 189; mandibular: n = 101), and ≥ 70 years (maxillary: n = 249; mandibular: n = 177). The presence of dysfunction of the masticatory system was determined using the Helkimo Index (HI). A value of HI ≥ 2 was regarded as dysfunctional. The groups with and without dysfunctions differed significantly for the number of posterior teeth on the right side of the maxilla (HI ≥ 2: 2.2 ± 1.34; HI < 2: 2.6 ± 1.6; P = 0.041) in the Mann-Whitney U test. The difference in the groups according to HI was found to be slightly significant regarding the number of posteriors (HI ≥ 2: 4.5 ± 2.28; HI < 2: 5.1 ± 2.00; P = 0.063) and molars (HI ≥ 2: 1.9 ± 1.34; HI < 2: 2.3 ± 1.22; P = 0.092) with occlusal contacts. The differences for the mandibular premolars and for the maxillary left posterior teeth were not significant.
Conclusion: With regard to masticatory system dysfunctions, it makes sense to ensure that there are molar contacts, especially in the maxilla. A tendency to "premolarize" contacts should be counteracted by appropriate measures.

Die Okklusion ist ein zentraler Aspekt aller prothetisch-restaurativen Arbeiten, einschließlich totaler Prothesen. Bei einer bevölkerungsrepräsentativen Population von insgesamt 3.300 Probanden des Follow-ups (SHIP 1) der regionalen Basisstudie "Study of Health in Pomerania (SHIP)" wurde die Okklusion der künstlichen Zähne bei rein schleimhautgetragenen, nicht implantatverankerten Totalprothesen untersucht. Zum Einsatz kamen okklusale Registrate in habitueller Interkuspidation, die mit der Software GEDAS (Greifswald Digital Analyzing System) auf Grundlage transparenter Kontaktareale digital ausgewertet wurden. 495 Probanden waren mit solchen Totalprothesen versorgt, davon befanden sich 438 Prothesen im Oberkiefer (217 Männer: 71,3 ± 9,2 Jahre und 221 Frauen: 68,9 ± 9,1 Jahre). 278 Probanden hatten Totalprothesen im Unterkiefer (141 Männer: 70,4 ± 8,5 Jahre und 137 Frauen: 70,4 ± 8,5 Jahre). Die durchschnittliche Gesamtzahl der ersetzten Zähne betrug im Oberkiefer 13,4 ± 0,89 (davon 6,8 ± 2,77 mit okklusalem Kontakt) und im Unterkiefer 13,3 ± 0,91 (davon 6,8 ± 2,97 mit okklusalem Kontakt). Generell hatten Prämolaren (OK: 2,8 ± 1,31, UK: 2,6 ± 1,29 Zähne) mehr Kontakt als Molaren (OK: 2,2 ± 1,24, UK: 2,3 ± 1,23 Zähne). Die Unterschiede waren im Wilcoxon-Test für paarige Stichproben mit p < 0,01 hochsignifikant. Rechtsseitig befanden sich mehr Seitenzähne in Kontakt als linksseitig (OK rechts: 2,6 ± 1,18, OK links: 2,5 ± 1,14, UK rechts: 2,5 ± 1,13, UK links: 2,4 ± 1,13), jeweils signifikant für den Oberkiefer mit p = 0,022 (Wilcoxon-Test). Hierbei spielte die Anzahl der jeweils ersetzten Zähne eine Rolle. Bei Prothesen mit genau 14 ersetzten Zähnen (OK: n = 301, UK: n = 179) gab es im Unterkiefer mit p = 0,026 signifikant mehr Molaren als Prämolaren in Kontakt (Prämolaren: 2,4 ± 1,37, Molaren: 2,7 ± 1,27; p = 0,026), wohingegen im Oberkiefer das Verhältnis Prämolaren zu Molaren umgekehrt war (Prämolaren: 2,8 ± 1,36, Molaren: 2,6 ± 1,25); allerdings erwies sich dieser Unterschied nur gerade noch mit p = 0,099 als schwach signifikant. Tendenziell hatten Frauen etwas weniger kontakttragende Zähne als Männer (für Seitenzähne Männer: 5,1 ± 2,04, Frauen: 4,9 ± 2,03); die Unterschiede waren nicht signifikant. Ebenso ergaben sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen < 70 Jahre (OK: n = 189, UK: n = 101) und ≥ 70 Jahre (OK: n = 249, UK: n = 177). Das Vorliegen von Funktionsstörungen des Kausystems wurde in Anwendung des Helkimo-Index (HI) bestimmt: Als funktionsgestört galten Probandenfälle mit HI ≥ 2. Signifikant unterschieden sich die Gruppen mit und ohne Funktionsstörungen für die Anzahl der Seitenzähne auf der rechten Seite im Oberkiefer (HI ≥ 2: 2,2 ± 1,34; HI < 2: 2,6 ± 1,6) mit p = 0,041 im Mann-Whitney- U-Test. Der Unterschied in den Gruppen gemäß HI erwies sich die Anzahl der kontakttragenden Seitenzähne betreffend (HI ≥ 2: 4,5 ± 2,28; HI < 2: 5,1 ± 2,00) mit p = 0,063 und die Anzahl der kontakttragenden Molaren betreffend (HI ≥ 2: 1,9 ± 1,34; HI < 2: 2,3 ± 1,22) mit p = 0,092 als schwach signifikant. Nicht signifikant waren Unterschiede im Unterkiefer und bei Prämolaren und bei den Seitenzähnen links im Oberkiefer.
Schlussfolgerung: Mit Blick auf Funktionsstörungen des Kausystems ist es sinnvoll, insbesondere im Oberkiefer auf Molarenkontakte Wert zu legen. Einer Tendenz zur "Prämolarisierung" der Kontakte sollte mit geeigneten Maßnahmen entgegengewirkt werden.

Schlagwörter: occlusion, complete denture, artificial teeth, population-based analysis
Okklusion, Totalprothese, künstliche Zähne, bevölkerungsbezogene Auswertung

The aim of this study was to analyze the effect of occlusal modifications on the muscular activity of the masseter and anterior temporalis muscles. The study included 41 healthy dentate subjects who were examined in relation to the muscle activity of the masseter and anterior temporalis muscles recorded by surface electromyography (EMG) bilaterally in two different sessions. Occlusal plastic strips (thickness: 0.4 or 0.8 mm) were placed on different mandibular teeth to simulate different bite constellations (unilateral, bilateral transversal, and bilateral diagonal). Controlled by visual feedback, the subjects performed submaximum occlusion at 10% and 35% of maximum voluntary contraction (MVC). The activity ratios of the muscles were analyzed by two-way repeated measurement analysis of variance (ANOVA), and the reliability of muscle activity data was determined by intraclass correlation coefficient (ICC) analysis. The activity ratios of the masseter muscles were not significantly different under various biting conditions. In contrast, the anterior temporalis muscles showed significant differences (P < 0.001) between unilateral configurations and the other biting conditions (bilateral transversal or diagonal), in particular during biting at 10% MVC. In general, ICC values revealed low to moderate reliability of the measurements of muscle activity. Under controlled submaximum occlusal loading, the activity behavior of the masseter muscles remained stable, whereas the anterior temporalis muscles reacted differently to distinct occlusal biting configurations. The results support the assumption that the anterior temporalis muscles might operate as fine-tuning muscles when asymmetric bite force distributions occur, for instance during chewing, caused by food fragments between the teeth.

Ziel der Studie war es, Auswirkungen okklusaler Veränderungen auf die Muskelaktivität des M. masseter und M. temporalis zu analysieren. Dazu wurden 41 funktionsgesunde vollbezahnte Probanden hinsichtlich der Muskelaktivität des M. masseter und des M. temporalis anterior mithilfe der Oberflächenelektromyographie beidseitig in zwei Messsitzungen untersucht. Tiefziehfolien mit einer Dicke von 0,4 bzw. 0,8 mm wurden auf verschiedene Zähne des Unterkiefers reversibel platziert, um unterschiedliche Aufbisssituationen (einseitig, beidseitig transversal und beidseitig diagonal) zu simulieren. Mittels visuellem Feedback wurden Aufbisskräfte in einer Stärke von 10 bzw. 35 % der maximalen voluntären Kontraktion (MVC) ausgeführt. Die Aktivitätsverhältnisse der Muskeln wurden mithilfe einer zweifaktoriellen Varianzanalyse mit Messwiederholung analysiert und die Reliabilität der Muskelaktivitätsdaten über Intraclass-Korrelationskoeffizienten (ICC) bestimmt. Die auf den Massetermuskel bezogenen Aktivitätsverhältnisse unterschieden sich nicht signifikant in den verschiedenen Aufbisssituationen. Dagegen zeigten die Temporalismuskeln signifikante Unterschiede (p < 0,001) zwischen unilateralen Aufbisskonfigurationen und den anderen Aufbissbedingungen (bilateral transversal oder diagonal), insbesondere bei 10 % MVC. Allgemein ergab sich bei Betrachtung der ICC-Werte eine niedrige bis mäßige Reliabilität für die Muskelaktivitäten. Unter kontrollierter submaximaler Aufbissintensität bleibt der M. masseter recht stabil in seinem Aktivitätsverhalten, wogegen der M. temporalis auf verschiedene Aufbissbedingungen unterschiedlich reagiert. Die Ergebnisse unterstützen die Annahme, dass der M. temporalis als Feinsteuerungsmuskel agiert, wenn - wie beim Kauen - asymmetrische Aufbisssituationen vorliegen, bedingt durch einzelne Nahrungsfragmente zwischen den Zahnreihen.

Schlagwörter: activity ratio, clenching, electromyography (EMG), masticatory muscles, occlusal interference, occlusal modification, visual feedback
Aktivitätsverhältnisse, Pressen, Elektromyografie, Kaumuskeln, okklusale Interferenzen, okklusale Modifikation, visuelles Feedback

Physically accurate deformable models based on the finite element method (FEM) are being used for a wide range of applications, from entertainment to medicine. This article describes how we applied this method in the CAD/CAM area that is concerned with reconstructing 3D models of teeth. We simulated the process of mastication by employing a deformable model that represented the substrate, and a rigid model that represented the teeth. We extended a recent approach for substrate deformation by also modelling the fracture of the substrate by the mastication process. Although including fracturing into the process allowed us to assess a mastication result, it posed new technical challenges such as defining the start of fracturing, propagating fracture through the substrate, detecting collisions between substrate pieces after fracturing, and resolving such collisions. We developed an approach that solved these challenges. The resulting simulation allowed us to compare the functionality of different occlusal designs in a mastication process. We are convinced that these simulations are an interesting tool that could be used to improve occlusal performance, especially in complete dentures, which are nowadays being more and more digitally designed.

Computerbasierte physikalische Modelle deformierbarer Körper, die auf Methoden der Finite-Element-Berechnung beruhen, besitzen ein breites Spektrum von Anwendungsmöglichkeiten: von der Unterhaltungsindustrie bis hin zur Medizin. Die Autoren des nachfolgenden Beitrags verwendeten eine solche Methode für die CAD/CAM-Technologie zur Rekonstruktion von digitalen 3-D-Modellen der Zähne. Der Prozess der Nahrungszerkleinerung wird simuliert, indem das Nahrungssubstrat als deformierbares Modell und die Zähne als starres Modell repräsentiert wurden. Dabei wird die Simulation der Deformation, die in einer früheren Veröffentlichung behandelt wurde, durch die computerbasierte Modellierung der Fraktur des Nahrungssubstrats erweitert. Durch die Fraktur lässt sich das Endergebnis des Zerkleinerungsprozesses beurteilen, damit sind aber auch eine Reihe von neuen informatischen Herausforderungen verbunden, wie das Setzen eines Startpunkts für den Frakturprozess im Substrat, das Fortlaufen der Fraktur durch das Substrat hindurch, die Erkennung der Kollision zwischen den frakturierten Substratteilen und dem Auflösen der Kollisionen. Die Autoren entwickelten einen Lösungsansatz, der diese Herausforderungen meistert. Durch die Simulationen lassen sich unterschiedliche Konstruktionen von Kauflächen hinsichtlich ihres funktionellen Endergebnisses der simulierten Nahrungszerkleinerung miteinander vergleichen. Die Autorengruppe ist davon überzeugt, dass diese Computersimulation ein interessantes Analysetool ist, das zur Verbesserung der Okklusions- und Kauflächengestaltung beitragen kann, insbesondere auch bei Totalprothesen, die heutzutage mehr und mehr rein digital konstruiert werden.

Schlagwörter: occlusion, masticatory performance, CAD/CAM, complete dentures, chewing simulation, substrate
Okklusion, Kauflächengestaltung, CAD/CAM, Totalprothesen, Simulation der Kautätigkeit, Nahrungssubstrat

Purpose: The objectives of this in vitro study were to evaluate the flexural strength (FS), surface roughness (Ra), and hydrophobicity of polymethylmethacrylate (PMMA)-based computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM) polymers and to compare the properties of different CAD/CAM PMMA-based polymers with conventional heat-polymerized PMMA following thermal cycling.
Materials and methods: Twenty rectangular-shaped specimens (64 × 10 × 3.3 mm) were fabricated from three CAD/CAM PMMA-based polymers (M-PM Disc [M], AvaDent Puck Disc [A], and Pink CAD/CAM Disc Polident [P], and one conventional heat-polymerized PMMA (Promolux [C]), according to ISO 20795-1:2013 standards. The specimens were divided into two subgroups (n = 10), a control and a thermocycled group. The specimens in the thermocycled group were subjected to 5000 thermal cycling procedures (5 to 55°C; 30 s dwell times). The Ra value was measured using a profilometer. Contact angle (CA) was assessed using the sessile drop method to evaluate surface hydrophobicity. In addition, the FS of the specimens was tested in a universal testing machine at a crosshead speed of 1.0 mm/min. Surface texture of the materials was assessed using scanning electron microscope (SEM). The data were analyzed using two-way analysis of variance (ANOVA), followed by Tukey's HSD post-hoc test (α < 0.05).
Results: CAD/CAM PMMA-based polymers showed significantly higher FS than conventional heat-polymerized PMMA for each group (P < 0.001). CAD/CAM PMMA-based polymer [P] showed the highest FS, whereas conventional PMMA [C] showed the lowest FS before and after thermal cycling (P < 0.001). There were no significant differences among the Ra values of the tested denture base polymers in the control group (P > 0.05). In the thermocycled group, the lowest Ra value was observed for CAD/CAM PMMA-based polymer [M] (P < 0.001), whereas CAD/CAM PMMA-based polymers [A] and [P], and conventional PMMA [C] had similar Ra values (P > 0.05). Conventional PMMA [C] had a significantly lower CA and consequently lower hydrophobicity compared to the CAD/CAM polymers in the control group (P < 0.001). In the thermocycled group, CAD/CAM PMMA-based polymer [A] and conventional PMMA [C] had significantly higher CA, and consequently higher hydrophobicity when compared to CAD/CAM polymers [M] and [P] (P < 0.001). However, no significant differences were found among the other materials (P > 0.05).
Conclusions: The FS and hydrophobicity of the CAD/CAM PMMA-based polymers were higher than the conventional heat-polymerized PMMA, whereas the CAD/CAM PMMA-based polymers had similar Ra values to the conventional PMMA. Thermocycling had a significant effect on FS and hydrophobicity except for the Ra of denture base materials.

Ziel: Ziel dieser In-vitro-Studie war es, die Biegefestigkeit, die Rauheit (Ra) und die Hydrophobizität von PMMA-basierten CAD/CAM-Kunststoffen zu untersuchen. Zudem sollten die Eigenschaften verschiedener CAD/CAM-PMMA- Kunststoffe und konventionell heißpolymerisiertem PMMA nach Temperaturwechselbelastung verglichen werden.
Material und Methode: Jeweils 20 quaderförmige Probekörper (64 × 10 × 3,3 mm) wurden aus drei verschiedenen PMMA-basierten CAD/CAM-Kunststoffrohlingen (M-PM-Disc [M], AvaDent Puck [A] und Pink CAD/CAM-Disc [P]) und einem konventionell heißpolymerisierten PMMA (Promolux [C]) gemäß ISO-Norm 20795-1:2013 hergestellt. Die Proben wurden zwei Untergruppen (n = 10), einer Gruppe mit Temperaturwechselbelastung (Thermocycling) sowie einer Kontrollgruppe, zugeteilt, wobei die Proben der Belastungsgruppe 5.000 Temperaturzyklen (5 bis 55 °C bei 30 s Haltezeit) unterworfen wurden. Für die Messung der Rauheit (Ra) kam ein Profilometer zum Einsatz. Die Hydrophobizität wurde über den Kontaktwinkel mittels liegender Tropfen (Sessile-Drop-Technik) bestimmt. Zusätzlich wurde in einer Universalprüfmaschine bei einer Traversengeschwindigkeit von 1,0 mm/min die Biegefestigkeit der Proben getestet. Die Untersuchung der Oberflächenstruktur der Materialien erfolgte mithilfe eines Rasterelektronenmikroskops. Die Daten wurden mittels zweifaktorieller Varianzanalyse und Tukey-Post-hoc- Test ausgewertet (α < 0,05).
Ergebnisse: PMMA-basierte CAD/CAM-Kunststoffe zeigten in jeder Gruppe eine signifikant höhere Biegefestigkeit als konventionell heißpolymerisiertes PMMA (p < 0,001). Der CAD/CAM-PMMA-Kunststoff P wies vor und nach der Temperaturwechselbelastung die höchste, konventionelles PMMA die geringste Biegefestigkeit auf (p < 0,001). Bei den Ra-Werten der getesteten Prothesenkunststoffe fanden sich in der Kontrollgruppe keine signifikanten Unterschiede (p > 0,05). In der thermozyklisch belasteten Gruppe wurde der niedrigste Ra-Wert für den CAD/ CAM-PMMA-Kunststoff M beobachtet (p < 0,001), während die CAD/CAM-PMMA-Kunststoffe A und P sowie das konventionelle PMMA vergleichbare Ra-Werte zeigten (p > 0,05). In der Kontrollgruppe hatte konventionelles PMMA einen signifikant kleineren Kontaktwinkel, war also hydrophiler als die CAD/CAM-Kunststoffe (p < 0,01). In der Temperaturwechselbelastungsgruppe wiesen der CAD/CAM-Kunststoff A und konventionelles PMMA einen signifikant größeren Kontaktwinkel auf, waren also hydrophober als die CAD/CAM-Kunststoffe M und P (p < 0,001). Weitere signifikante Unterschiede zwischen einzelnen Materialien fanden sich hier nicht (p > 0,05).
Schlussfolgerung: Die Biegefestigkeit und die Hydrophobizität PMMA-basierter CAD/CAM-Kunststoffe waren höher als die von konventionell heißpolymerisiertem PMMA, während die Ra-Werte von CAD/CAM-PMMA-Kunststoffen und konventionell polymerisiertem PMMA vergleichbar waren. Eine Temperaturwechselbelastung wirkte sich signifikant auf die Biegefestigkeit und die Hydrophobizität, nicht jedoch auf die Rauheit der Prothesenmaterialien aus.

Schlagwörter: CAD/CAM, digital complete dentures, flexural strength (FS), hydrophobicity, PMMA, surface roughness (Ra)
CAD/CAM, digitale Totalprothese, Biegefestigkeit, Hydrophobizität, PMMA, Rauheit

The rehabilitation of the edentulous patient with complete dentures is still an essential aspect of dental prosthetics. Modern digital manufacturing technologies have made it possible to produce even complete dentures digitally. This has several advantages, especially regarding the properties of the denture material. In addition, the use of digital technology facilitates new treatment concepts and procedures that reduce the number of appointments needed at the dental office.

Die Versorgung des zahnlosen Patienten mittels Totalprothesen ist nach wie vor ein wesentlicher Bestandteil der zahnärztlichen Prothetik. Moderne digitale Fertigungstechnologien bieten seit Kurzem die Möglichkeit, auch Totalprothesen digital herzustellen. Daraus ergibt sich eine Reihe von Vorteilen, insbesondere im Hinblick auf materialtechnische Eigenschaften des Zahnersatzes. Zusätzlich werden durch die Anwendung digitaler Techniken neue Behandlungskonzepte und Abläufe möglich, die eine Reduktion der Patientensitzungen in der Zahnarztpraxis ermöglichen.

Schlagwörter: CAD/CAM, high-performance polymers, additive manufacturing, virtual wax try-in, innovative treatment concepts, complete denture, digital dentistry
CAD/CAM, Hochleistungspolymere, additive manufacturing, virtuelle Wachseinprobe, innovative Behandlungskonzepte, Totalprothese, digitale Zahnmedizin

When determined by conventional jaw relation recording methods, the real position of the condyle remains largely unclear because the geometric relationship between the reference point and the position of the condyle is unknown. Sicat Function combines cone beam computed tomography (CBCT) data with digital jaw motion tracking (JMT) data and digital intraoral surface data. It is thus capable of measuring and visualizing patient-specific jaw movements. The corresponding patient-specific treatment position can be defined and integrated in various therapeutic appliances, eg, repositioning splints designed to increase the vertical dimension of occlusion (VDO).

Bei den konventionellen Verfahren zur Bestimmung der Kieferrelation bleibt die reale Lage des Kondylus weitgehend unklar, da die geometrische Beziehung zwischen dem gewählten Referenzpunkt und der Lage des Kondylus unbekannt ist. Beim Sicat Function-System werden digital erfasste Bewegungsdaten sowie intraorale, digitale Oberflächendaten mit den Daten eines DVT-Scans gekoppelt. Es ist damit zur Messung und Visualisierung von patientenspezifischen Kieferbewegungen geeignet. Auf dieser Basis kann eine Therapieposition definiert und diese in unterschiedliche Behandlungsstrategien integriert werden, wie beispielsweise eine Anfertigung von Repositionsschienen zur Anhebung der Vertikaldimension der Okklusion (VDO).

Schlagwörter: CAD/CAM, cone beam computed tomography (CBCT), jaw motion tracking (JMT), jaw relation recording, mandibular movement
CAD/CAM, Cone beam computed tomography, DVT, jaw motion tracking, JMT, Kieferrelationsbestimmung, Bewegungen des Unterkiefers