Vorteile optimierter Attachments in der Aligner-Orthodontie

Einleitung

Optimierte Attachments kamen mit der vierten Generation der von AlignTechnolgy® entwickelten Attachments auf. Sie unterscheiden sich in mehreren Punkten von konventionellen Attachments, die wir in diesem Artikel näher erläutern werden, und bieten darüber hinaus einen unbestreitbaren biomechanischen Vorteil. Die Funktionsweise dieser Attachments ist Orthodontisten jedoch oft nicht bekannt, sodass manche sie durch konventionelle Attachments ersetzen, die aus biomechanischer Sicht einfacher sind. In diesem Artikel stellen wir daher ihre Integration in die Clincheck®-Software, ihre Konstruktion sowie ihre Vorteile anhand eines Beispiels für einen Lückenschluss vor.

Integration in Clincheck®

Der erste Schritt bei der Erstellung des Behandlungsplans eines Patienten besteht darin, die Verordnung entsprechend der vom Kieferorthopäden gestellten Diagnose auszufüllen. Dieser Schritt ist entscheidend, da er die Grundzüge des gewünschten ClinCheck® vorgibt und angesichts der verschiedenen therapeutischen Möglichkeiten größtmögliche Klarheit erfordert. Nach Eingang der Verordnung wird diese von der Software von AlignTechnology® analysiert und automatisch ein erster ClinCheck® erstellt. Je nach erforderlichen Zahnbewegungen kann die Software optimierte Attachments platzieren oder auch nicht.

Die Positionierung optimierter Attachments ist nicht festgelegt. Es ist weder möglich, sie selbst zu verändern oder zu platzieren, noch können dies die Techniker von AlignTechnology®. Sobald sie platziert sind, besteht die einzige Möglichkeit, mit ihnen zu interagieren, darin, sie beizubehalten oder zu entfernen. Sie können ausschließlich von der Analysesoftware positioniert werden. Wird der Behandlungsplan zwischen dem ersten, auf Grundlage der Verordnung erstellten ClinCheck® und dem endgültigen ClinCheck® geändert, muss der Kieferorthopäde daher besonders darauf achten, ob die Attachments im neu entwickelten Behandlungsplan sinnvoll sind. Root-Control-Attachments können erforderlich sein und werden von der Software bei einer Verordnung zum Lückenschluss platziert. Bei einer Neubewertung des Behandlungsplans ohne Lückenschluss wären sie dagegen nicht mehr nötig.

Auch ihre Ausrichtung wird von der Software von AlignTechnology® entsprechend der gewünschten Bewegung festgelegt. Ein Optimized-Extrusion-Attachment kann beispielsweise je nach der während der Extrusion gewünschten Bewegung zweiter Ordnung schräg zur Längsachse des Zahns platziert werden.

Konstruktion

Während konventionelle Attachments eine exakt ihrer Form entsprechende Aufnahme besitzen, ist die Aufnahme bei optimierten Attachments größer als das Attachment selbst.

Die Attachmentaufnahmen in der Template® entsprechen somit exakt den Abmessungen des optimierten Attachments, während die Attachmentaufnahmen in den Alignern überdimensioniert sind. Geht während der Behandlung ein optimiertes Attachment verloren, muss daher im Gegensatz zu konventionellen Attachments die Template® erneut verwendet werden, um das optimierte Attachment mit den exakt passenden Abmessungen wieder anzubringen.

Dieser zusätzliche Platz wird in der Clincheck®-Software durch den flachen Teil des optimierten Attachments dargestellt.

Bei der Entwicklung eines neuen Clincheck® (bei mangelnder Passung des Aligners, für die Feineinstellung usw.) kann die Software außerdem anhand des Scans ein optimiertes Attachment nicht von einem konventionellen Attachment unterscheiden und behandelt es daher für die nächste Aligner-Serie als konventionell. Es liegt dann am Kieferorthopäden, anhand seiner klinischen Erfahrung, biomechanischer Überlegungen und seiner Behandlungsziele zu beurteilen, wie wichtig die noch erforderliche Bewegung ist, und zu entscheiden, ob die Attachments für mehr Zuverlässigkeit entfernt werden sollten oder bei geringfügigen Bewegungen belassen werden können. Werden sie entfernt, greift die Software auf den vorherigen Clincheck® zurück, um die optimierten Attachments zu identifizieren. Der Behandler kann dann in Schritt 9 der Verordnung das Kästchen „Alle Optimized Attachments virtuell von den Abdrücken/Scans entfernen (herkömmliche Attachments beibehalten) und neue Attachments nach Bedarf platzieren“ ankreuzen (Abb. 1 und 2).

Abbildung 1: Verordnungsformular für zusätzliche Aligner, Lite Package

Abbildung 2: Verordnungsformular für zusätzliche Aligner, Comprehensive Package

Biomechanischer Vorteil

Optimierte Attachments weisen wesentliche inhärente Unterschiede auf. Sie werden von der Software entsprechend der gewünschten Zahnbewegung und der Zahnanatomie platziert und ausgerichtet. So haben beispielsweise zwei Optimized-Root-Control-Attachments auf derselben Zahnfläche nicht immer den gleichen Abstand zueinander.

Um ihre biomechanischen Vorteile zu erläutern, betrachten wir das Aufrichten eines Eckzahns während einer Distalisation mithilfe eines doppelten Optimized-Root-Control-Attachments.

Konventionelles Attachment

Wenn der Kieferorthopäde für eine solche Bewegung ein konventionelles Attachment auswählen muss, wird er sich ganz selbstverständlich für ein rechteckiges Attachment mit der größtmöglichen Länge (5 mm) entscheiden, sofern keine ästhetischen Einschränkungen bestehen.

Die Distalisation des Eckzahns geht klinisch mit einem Tip-back des betreffenden Zahns einher, das heißt mit einer distalen Rotation um das Rotationszentrum in der anteroposterioren Ebene, das in dieser Konfiguration mit dem Widerstandszentrum zusammenfällt.

Um den Eckzahn während der gesamten Bewegung zu kontrollieren und aufzurichten, muss ein Aufrichtmoment erzeugt werden. Dieses wird durch ein Kräftepaar am rechteckigen Attachment erzeugt. Möglich wird dies durch die Verschiebung zwischen der Attachmentaufnahme und der klinischen Position des Attachments, begünstigt durch die viskoelastischen Verformungseigenschaften des SmartForce®-Materials. Vereinfacht man die Situation und geht davon aus, dass die beiden wirkenden Kräfte gleich groß und entgegengesetzt gerichtet sind, wirkt das Aufrichtmoment um ein Rotationszentrum, das vom Widerstandszentrum entfernt in der Mitte der Strecke zwischen den beiden Angriffspunkten liegt (Abb. 3).

Seine Wirksamkeit hängt von der Stärke der wirkenden Kräfte sowie vom Abstand ihrer Angriffspunkte ab. Je weiter diese voneinander entfernt sind – ermöglicht durch ein längeres Attachment –, desto wirksamer ist das Aufrichtmoment (Abb. 4).

Betrachtet man die biomechanische Situation auf diese Weise, liegt der Schluss nahe, dass die wirksamste Lösung darin bestünde, den Abstand zwischen den Kräften möglichst zu vergrößern und dabei auf den mittleren Teil des Attachments zu verzichten, um die Ästhetik zu verbessern und gleichzeitig eine möglichst gute Retention des Aligners zu gewährleisten. Auf dieser Überlegung beruht die Entwicklung der optimierten Attachments.

Allerdings erwies sich eine überdimensionierte Aufnahme im Aligner sehr schnell als notwendig. Wir veranschaulichen dies anhand derselben klinischen Situation und platzieren zwei rechteckige Attachments mit größtmöglichem Abstand zueinander, ähnlich einem Optimized-Root-Control-Attachment.

Während des Tip-backs, das im Verlauf der Distalisation zu beobachten ist, entsteht nicht ein einziges Aufrichtmoment mit dem Mittelpunkt der Strecke zwischen den beiden Attachments als Rotationszentrum ... vielmehr erzeugt jedes Attachment, wie in der vorangegangenen Situation, sein eigenes Moment um sein eigenes Rotationszentrum. Dadurch entsteht aufgrund der beiden Rotationszentren eine komplexe biomechanische Blockade, die das Wirksamwerden des Aufrichtmoments verhindert (Abb. 5).

Die Lösung bestünde darin, Folgendes zu eliminieren (Abb. 6):

• die mesialisierende Kraft innerhalb des Kräftepaars, das näher am Widerstandszentrum liegt

• die distalisierende Kraft innerhalb des Kräftepaars, das weiter vom Widerstandszentrum entfernt liegt

In dieser Konfiguration wirkt somit tatsächlich ein einziges, wirksames Aufrichtmoment um ein einziges Rotationszentrum, da die beiden Kräfte des Kräftepaars weit voneinander entfernt sind.

Um diese beiden unerwünschten Kräfte zu eliminieren, muss jedoch unbedingt zusätzlicher Platz im Aligner geschaffen werden, damit die Attachmentaufnahme nicht mit ihm in Kontakt kommt und keine Kraft ausgeübt wird. Dieser zusätzliche Platz ist charakteristisch für optimierte Attachments.

Optimiertes Attachment

Optimized-Root-Control-Attachments verfügen über zusätzlichen Platz in den Alignern, der in der Clincheck®-Software durch ihren flachen Teil dargestellt wird. Befindet sich der Zahn im Tip-back, kommen diese Attachments daher nur an einem einzigen Punkt mit dem Aligner in Kontakt und üben somit jeweils nur eine Kraft auf den Zahn aus. Diese beiden Kräfte bilden zusammen ein wirksames Aufrichtmoment, da ihre jeweiligen Angriffspunkte weit auseinanderliegen (Abb. 7).

Dank dieser Technologie lassen sich somit biomechanische Wirksamkeit – aufgrund des starken Aufrichtmoments, das durch den großen Abstand zwischen den Attachments entsteht – und klinische Unauffälligkeit miteinander verbinden. Die optimierten Attachments ersetzen dabei ein rechteckiges Attachment, das theoretisch ebenso lang wäre wie der Abstand zwischen den beiden optimierten Attachments.

Zwischen der Ausgangsposition der Zähne und ihrer Endposition platziert der Algorithmus je nach Art und Ausmaß der Zahnbewegung optimierte Attachments. Sie werden auf den entsprechenden Zahnflächen platziert und so ausgerichtet, dass die gewünschten Bewegungen erzielt oder unerwünschte Bewegungen verhindert werden. Es gibt verschiedene Typen:

• Tip: einfach oder doppelt

Bei einfachen Attachments wird die zweite Kraft des Kräftepaars durch einen Druckpunkt des Aligners

direkt auf der Zahnoberfläche ausgeübt

• Extrusion

• Rotation

Abbildung 8: Ein gingivaler Druckpunkt an den Prämolaren und am Eckzahn vervollständigt das Aufrichtmoment. Die Ausrichtung der optimierten Attachments richtet sich nach dem erforderlichen Extrusionsbedarf der betreffenden Zähne.

Abbildung 9: An dem Eckzahn wird ein optimiertes Rotations-/Extrusions-Attachment platziert, um seine Achsenfehlstellung während der Distalisation zu korrigieren. Das Kräftepaar wird durch einen gingivalen Druckpunkt vervollständigt.

Fazit

Optimierte Attachments wurden über die verschiedenen Generationen hinweg kontinuierlich weiterentwickelt und verbessert. Sie ermöglichen es, die Kräftepaare über die gesamte Zahnkrone zu verteilen und nicht nur auf das Attachment zu beschränken, dessen Größe durch ästhetische Erwägungen begrenzt ist. Inzwischen gibt es verschiedene Typen, mit denen sich unterschiedliche klinische Bewegungen erzielen lassen und biomechanische Wirksamkeit mit klinischer Unauffälligkeit verbinden lässt.