Das sich wandelnde Gesicht der Kieferorthopädie Understand article

Übersetzt von Tina Martin. Viele von uns haben ihre Zähne mit Spangen begradigt bekommen. Wenige Leute wissen jedoch, dass Kieferorthopädie jede Menge Grundlagenforschung und schnelllebige Technologien umfasst.

Die meisten von uns sind mit Kieferorthopädie als eine Art Maschinenbau im Mund vertraut – all diese Metallspangen, Prothesen und Drähte. Aber wie viele von uns sind mit den zahlreichen Wissenschaften vertraut, die in diesen Bereich der Zahnheilkunde involviert sind? Heutige Kieferorthopäden müssen viel von spezieller Wissenschaft verstehen und sie anwenden – alles von Genetik bis zur Metallkunde.

Was ist Kieferorthopädie?

Kieferorthopädie ist das Teilgebiet der Zahnheilkunde, das sich mit der Diagnose und Korrektur von Unregelmäßigkeiten der Zähne und des Kiefers befasst. Sie wird für weitaus mehr als bloß zum Erlangen eines Hollywood Lächelns eingesetzt: unser Kiefer und unsere Zähne werden sowohl zum Sprechen als auch zum Kauen verwendet, daher befasst sich Kieferorthopädie damit, wie die Gesichtsanatomie diese Funktionen beeinflusst sowie mit kosmetischen Verbesserungen.

Als Kieferorthopäde sind wir immer auf der Suche nach den neuesten Erkenntnissen und Techniken von relevanten Wissenschaftsgebieten und wenden diese für unsere Arbeit an. Einige Beispiele sind in Tabelle 1 aufgeführt. In diesem Artikel betrachten wir mehrere dieser Bereiche detaillierter.

Genetik und Molekularbiologie in der Kieferorthopädie

Einige Probleme, derer Kieferorthopäden ausgesetzt sind, haben genetischen Ursprung (Abbildung 2). Obwohl fast alle dieser geringfügig sind, resultieren manche aus genetischen Anomalien, da sich der Kopf und das Gesicht vor der Geburt entwickeln^w1. Im Embryo beginnt die Entwicklung der Gesichtsstrukturen mit der Bildung von Neuralleistenzellen an der Stelle des Gehirns. Diese Zellen wandern, um ein Gewebe zu bilden, welches sich zu Zellen differenziert, die man Osteoblasten, Chondroblasten sowie odontogene Zellen nennt. Diese entwickeln sich weiter zu dem harten Gewebe des Kopfes und Nackens – den Knochen, Knorpel und Zähnen.

Während dieses Prozesses spielen Moleküle, sogenannte Signalfaktoren und Transkriptionsfaktoren eine wichtige Rolle. Durch Signalfaktoren löst eine Zelle eine Antwort in einer anderen Zelle aus, wohingegen Transkriptionsfaktoren kontrollieren, welche spezifische DNA Sequenz benutzt wird, um mRNA und daraus Proteine herzustellen. Beispielsweise wissen wir mittlerweile, dass wenn der Signalfaktor TGF-β inaktiv ist, die Gaumenspalte^w2 sowie Missbildungen des oberen Kiefers ausgelöst werden. Mutationen im Rezeptor des Signalfaktors FGF (wo die Reaktion ausgelöst wird) verursachen ebenso eine Vielzahl an kraniofaszialen Anomalien.

Ein weiteres Beispiel sind die den Homeobox Genen assoziierten Transkriptionsfaktoren. Diese Transkriptionsfaktoren sind besonders wichtig, damit sich die Neuralleistenzellen zu skelettartigen Strukturen des Kopfes und Gesichts entwickeln, so dass ein Fehler in der Transkription dieser Gene zu Störungen der Gesichtsentwicklung führen kann.

Ein weiteres Beispiel zur Bedeutung der Molekularbiologie für die Kieferorthopädie ist die jüngste Entdeckung, dass die Zahnpulpa (der Bereich des Bindegewebes in der Mitte eines Zahns) wertvolle adulte Stammzellen enthält, die zur Bildung anderer Zelltypen angeregt werden können. Somit können Stammzellen, wenn ein Zahn gezogen wird oder herausfällt, gewonnen und für die künftige Behandlung gespeichert werden. Stammzellen werden bereits für die Behandlung mancher Krebsarten benutzt und weitere Anwendungen schweben in der Luft. Zum Beispiel untersuchen Forscher, ob Stammzellen genutzt werden können, um einen natürlichen Ersatz für einen fehlenden Zahn wachsen zu lassen.

Biomechanik und Kieferorthopädie

Die benötigte Kraft, um einen Zahn zu bewegen, hängt von seiner Größe und der Art der Bewegung ab (Drehen oder Schieben). Die Bewegkraft benötigt zudem einen Anker, so dass eine Gruppe von Zähnen und Hilfsmittel ausgewählt werden und zur Verankerung dienen (Abbildung 3 und 4).

Als Kieferorthopäde ist es unsere Aufgabe über die beste Kombination aus Kraft und Verankerung zu entscheiden, um die korrekte Bewegung ohne Nebenwirkungen zu erzielen. Wir begutachten jedes Stadium der Behandlung, um sicherzustellen, was passiert; falls nichts geschieht, müssen wir den Behandlungsplan ändern.

In der traditionellen Kieferorthopädie wurden Hilfsmittel wie Kopfbedeckungen und intra-orale Gummibänder verwendet, um die Verankerung zu verstärken, die eine Vielzahl von Patienten benötigt. Heutzutage können stattdessen in einigen Fällen Mini-Schrauben aus Titan verwendet werden (Abbildung 4).

Metallurgie und Kieferorthopädie

Die Kräfte, die in der Kieferorthopädie genutzt werden, gehen von den Bogendrähten aus (Abbildung 5). Zu Beginn der Behandlung müssen die Drähte ziemlich elastisch sein, um individuelle Zahnbewegungen auszulösen. Später müssen die Drähte starrer sein, um die Stabilität zu gewährleisten, während ein ganzer Zahnblock verschoben wird.

Kieferorthopäden können Drähte aus einer Vielzahl an metallischen Materialien auswählen:

• Nicht rostender Stahl: er ist leicht zu formen und hat eine hohe Festigkeit, so dass er Stabilität gibt.

• Nitinol-Legierungen: diese Nickel-Titan Gemische habe eine sehr hohe Elastizität. Sie erzeugen eine schwache, aber konstante Kraft, die sich für die initiale Anordnungsphase eignet. Jedoch können sie nicht verlötet werden.
• Formgedächtnislegierungen^w3: Diese Metalle haben eine unterschiedliche, von der Temperatur abhängende Elastizität. Sie können für die Einbringung in der Mund gebogen werden; einmal dort, „versuchen“ sie in ihre Ursprungsform zurückzukehren und üben dabei eine Kraft auf die Zähne aus.

Eine dynamische Disziplin

Wie Sie sehen können, müssen Kieferorthopäden Allround-Wissenschaftler sein, um mit den sich ändernden Erkenntnissen und technologischen Innovationen in ihrer Disziplin mitzuhalten. Falls ein Schüler in Ihrer Klasse wegen eines Termins beim Kieferorthopäden eine Naturwissenschaft-Stunde verpasst, machen Sie sich keine Sorgen – es könnte die perfekte Gelegenheit sein, um die neuesten Ergebnisse in der Molekularbiologie zu erlernen oder um Inspiration für einen angehenden Materialwissenschaftler zu bekommen.

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