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Die Erfassung der tatsächlichen Kräfte auf Zähne und Parodontium unter Bedingungen wie sie normalerweise im Mund auftreten ist bisher nicht schlüssig gelungen. Die Verwendung von dünnen Sensorfolien ermöglicht lediglich die Messung der auftretenden okklusalen Kräfte. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Methode entwickelt, welche es ermöglicht, die parodontalen Kräfte zwischen antagonistischen Zähnen des menschlichen Gebisses zu bestimmen, ohne die zentrische Okklusion aufzuheben. Diese Methode erlaubt Rückschlüsse auf die Verteilung der Kräfte auf die Zähne wie sie physiologischerweise beim Schluckvorgang auftreten, oder – unphysiologischerweise – bei Parafunktionen wie z.B. Pressen. Die Messung der okklusalen Kräfte erfolgte durch 33 µm dicke, piezoelektrische Sensorfolien, welche sich an das Höcker-Fissuren-Relief der Zähne anpassen. Die aus der individuellen Höckerform resultierende Keilwirkung der Okklusalfläche bewirkt eine erhebliche Diskrepanz zwischen der gemessenen okklusalen, und der tatsächlich wirksamen parodontalen Kraft. Um diesen Effekt zu eliminieren wurde von den gemessenen Zähnen Modelle erstellt und entsprechend der im Mund gefundenen Kontaktsituation paarweise zueinander fixiert. Mit dieser Anordnung wurden Korrekturmessung durchgeführt, welche bei Applikation einer bekannten axialen Kraft unter gleichzeitiger Messung der okklusalen Kraftgröße einen Korrekturfaktor für jedes Zahnpaar ergaben. Damit konnten die tatsächlich auftretenden parodontalen Belastungen errechnet werden. Diese sehr zeitaufwändige Methode eignet sich zwar nur sehr bedingt für die klinische Praxis, aber es zeigte sich, dass die einfacheren Ansätze kein brauchbares Bild der parodontalen Kräfte vermitteln können.
EMG, Kaukraft und Unterkieferkinematik beim unilateralen Kauen elastischer und spröder Testnahrung
(2022)
Ziel dieser Arbeit war die synchrone Aufzeichnung der EMG-Aktivität aller Kaumuskeln bilateral, zusammen mit der Unterkieferkinematik und der Kaukraft beim Kauen von elastischer und spröder Testnahrung.
Vierzehn gesunde Erwachsene nahmen erfolgreich an der experimentellen Studie teil, nachdem sie ihr schriftliches Einverständnis gegeben hatten. Das Studienprotokoll wurde von der Ethikkommission der Medizinischen Fakultät der Universität Würzburg genehmigt (Nr.: 132/16_z-mk). Alle Verfahren wurden gemäß der Deklaration von Helsinki durchgeführt.
Intraorale Kraftmessgeräte wurden verwendet, um die Kräfte zu messen und zu kontrollieren, die bei der dynamischen Belastung des Kausystems auftreten, wobei das einseitige Zerkauen von zwei verschiedenen Testnahrungsmitteln simuliert wurde. Die EMG-Signale und das bilaterale EMG-Kokontraktionsmuster aller Kaumuskeln wurden bilateral mittels Oberflächen- und intramuskulärer Elektroden aufgezeichnet. Die Unterkieferkinematik wurde mit einem magnetischen Kinesiographen aufgezeichnet. Die dabei gewonnenen Daten dienten der Entwicklung und Validierung eines numerischen Finite-Elemente-Modells (FEM) mit dem Ziel, die Okklusion künstlicher Kauflächen zu optimieren.
Die Ergebnisse anderer Studien bezüglich der Unterschiede zwischen den Kauseiten, den Geschlechtern und der Kauaktivität sowie der Härte der Lebensmittel stimmen weitgehend mit unseren Ergebnissen überein.
Erstmals wurden diese experimentellen Ergebnisse durch eine Studie verifiziert, die alle relevanten Parameter sequentiell und synchron auswertete. Dieser experimentelle Ansatz ermöglicht es, FEM-Simulationen mit dynamischen Daten des komplexen Kauzyklus zu validieren.