Lutz Eckardt

Comparative study of excitation patterns in the masseter muscle before and after orthognathic surgery

This study was designed to inquire into changes occurring in the electromyographic activity throughout the masseter muscle after orthognathic surgical treatment of various bite anomalies. A total of 32 adult patients showing distinct class II (n = 15) or class III malocclusions (n = 17) were entered into the investigation. All patients had monopolar surface electromyograms of the masseter muscle taken prior to presurgical orthodontic treatment and after removal of their orthodontic appliances after surgery. Twenty eugnathic adult patients served as controls. Unlike bipolar lead readings, simultaneous sampling from 16 electrodes permits the registration of the overall excitation pattern in the entire muscle. Recordings were taken during clenching, chewing and protrusion of the lower jaw against a defined force. Comparison with preoperative EMGs proved postsurgical distribution of excitation in class 11 patients to approximate the excitation pattern of eugnathic patients. By contrast, correction in class III malocclusions produced a shift in excitation maxima in the sense of a cranial advance. Harmonization, as evident in class II patients, did not occur. The postoperative discords in masseter excitation patterns, as observed after correction of class III anomalies, are indicative of the risk of relapse and the prolonged phase of retention associated with these conditions.

Axiographic evaluation of mandibular mobility in children with angle Class-II/2 malocclusion (deep overbite).

Correction of the occlusion in Angle Class-II/2 patients is often more complicated and tedious than in Class-II/1 cases. Reasons given are the more comprehensive remodeling and functional adaptation processes of the temporomandibular joints (TMJ) since the articular tuberculum is more strongly developed in deep overbite, and a deep bite leading to a locked occlusion is dominant due to the steeper condylar path. Both characteristics are, however, considered to be the consequence of pronounced incisor retrusion.The present study covered 28 untreated Class-II/2 patients aged 8 to 12 years in whom functional TMJ adaptation to the retroclined maxillary incisors was studied with the help of electronic, 3D axiographic registrations of mandibular movements. Comparison with eugnathic age peers revealed increased mobility in mandibular protrusion and a somewhat steeper condylar path, although the latter was less pronounced than in adult patients.The results corroborate the concept of functional TMJ adaptation to incisor inclination and speak for early uprighting of maxillary incisors.ZusammenfassungDie Bißlagekorrektur bei Angle-Klasse II/2 stellt sich häufig schwieriger und langwieriger als bei Klasse II/1 dar. Als Gründe werden dafür die umfangreicheren Remodellations- und funktionellen Anpassungsprozesse im Kiefergelenk angegeben, da beim Deckbiß das Tuberculum articulare kräftiger ausgebildet ist und ein Hackbiß, bedingt durch die steilere Gelenkbahn, dominiert. Beide Merkmale sollen sich jedoch erst als Folge der starken Retrusion der Schneidezähne herausbilden.Ziel der Untersuchung an 28 unbehandelten Angle-Klasse-II/2-Patienten im Alter zwischen acht und zwölf Jahren war es, die bereits zu diesem Zeitpunkt erfolgte funktionelle Anpassung des Kiefergelenks an die retrudierten Schneidezähne des Oberkiefers mit Hilfe der dreidimensionalen elektronischen Bewegungsaufzeichnung des Unterkiefers (Axiographie) zu überprüfen.Beim Vergleich mit eugnathen gleichaltrigen Probanden ergaben sich eine stärkere Unterkiefermobilität bei der Protrusionsbewegung und eine etwas steilere Gelenkbahn. Letztere war jedoch geringer als bei erwachsenen Patienten.Die Ergebnisse stützen die These der funktionellen Anpassung des Kiefergelenks an die Schneidezahninklination und sprechen für einen frühen Behandlungsbeginn zur Aufrichtung der oberen Schneidezähne.

Tensor Analytical Evaluation of the Effects of a Skeletonized Activator in the Treatment of Class II, Division 1 Patients

AbstractPatients and Method: The study covered 40 patients (21 boys and 19 girls) whose Class II, Division 1 malocclusion was being treated with a Klammt open activator. To illustrate growth changes, tensor analysis was used as a superimposition-free comparative technique. At the beginning of treatment for Class II correction, the boys had a mean age of 11.3 years and the girls a mean age of 10.1 years. Patients were evaluated on admission and on attaining normal occlusion. 58 boys and 63 girls participating in a growth study at Kings College School of Medicine and Dentistry, London, served as controls. Results: Prior to treatment the participants suffering from Class II, Divison 1 malocclusion exhibited distinct growth deficits in vertical direction. In the control group, the principal direction of mean growth was found to be anterior-inferior. Under the influence of the activator, growth was found to develop in the same direction as in the controls, so that anterior positioning of the lower jaw and an increase in lower facial height were attained.ZusammenfassungPatienten und Methode: In die Untersuchung wurden 40 Patienten (19 Mädchen und 21 Jungen) einbezogen, die zur Beseitigung einer Klasse-II/1-Anomalie mit dem offenen Aktivator nach Klammt behandelt wurden. Zur Verdeutlichung der Wachstumsveränderungen wurde die Tensoranalyse als überlagerungsfreie Vergleichsmethode genutzt. Zu Beginn der Bisslagekorrektur waren die Mädchen 10,1, die Jungen 11,3 Jahre alt. Die Auswertung erfolgte bei Behandlungsbeginn und bei Erreichen der Regelbissverzahnung anhand der Fernröntgenseitenbilder. 63 Mädchen und 58 Jungen einer Wachstumsstudie der Kings College School of Medicine and Dentistry in London dienten als Vergleichsgruppe. Ergebnisse: Die Patienten mit einer Klasse II/1-Anomalie zeigten vor Behandlung in vertikaler Richtung ein deutliches Wachstumsdefizit, während das durchschnittliche Wachstum in der Kontrollgruppe nach anterior kaudal gerichtet war. Unter dem Einfluss der Aktivatortherapie wurde bei den Klasse-II-Anomalien eine Anpassung an das Wachstumsmuster der Probanden der unbehandelten, nahezu eugnathen Vergleichsgruppe erzielt, sodass eine Vorverlagerung des Unterkiefers und ein Zuwachs in der unteren Gesichtshöhe erreicht werden konnten.

Biomechanical analysis of arch-guided molar distalization when employing superelastic NiTi coil springs.

Two typical treatment situations (distalization of a last molar, distalization of a molar with the guiding arch fixed on the most distal abutment tooth) were simulated experimentally using the Orthodontic Measurement and Simulation System (OMSS). For this purpose an upper first molar was guided along steel arches with differing cross sections (0.016″×0.022″/0.41 mm×0.56 mm; 0.017″×0.025″/0.43 mm×0.64 mm) using a nickel-titanium (NiTi) compression spring. The 6 NiTi springs investigated differed in their design and in the type of force delivery.The force application that was eccentric with respect to the center of resistance caused a conflict situation between the tube and the guiding arch through rotations of the molar. Although the force level of the springs was almost constant, the orthodontically effective forces measured fluctuated due to frictional losses. With progressing distalization the mean frictional forces increased, reaching values between 50 and 80% of the applied force of the compression springs. Simultaneously fluctuations in the frictional losses increased. Lower frictional losses were determined with a 0.016″×0.022″, than with a 0.017″sx0.025″ guiding arch. Fixing the arch on the 3rd molar resulted in higher frictional losses compared to the distalization of a last molar. There were intensive interactions of the compression springs with the guiding arch and the tube. This resulted in extreme frictional losses even in the initial phase of the movement and in a complete stop to the distalizing movement in extreme cases. After removal of the convertible, the freedom of the molar movement could be regulated by the tension of the ligature wire. The friction varied accordingly. The distalization rate was not influenced by the force delivered by the compression spring. Small forces are biologically more favorable and thus should be preferred.ZusammenfassungZwei typische Behandlungssituationen (Distalisation eines endständigen Molaren, Distalisation eines Molaren mit Bogenfixierung am distalsten Pfeilerzahn) wurden im orthodontischen Meß- und Simulationssystem (OMSS) experimentell dargestellt. Dabei wurde ein oberer erster Molar durch eine Nickel-Titan-(NiTi-)Druckfeder an verschieden dimensionierten Stahlführungsbögen (0,016″×0,022″/0,41 mm×0,56 mm; 0,017″×0,025′/0,43 mm×0,64 mm) bewegt. Die sechs verwendeten NiTi-Druckfedern unterschieden sich in der Gestaltung und der Kraftentfaltung.Der zum Widerstandszentrum exzentrische Kraftangriff verursachte durch Molarenrotationen eine Verkantung von Röhrchen und Bogen. Trotz relativer Konstanz der entfalteten Federkraft resultierten aus den Reibungsverlusten schwankende orthodontisch wirksame Kräfte. Mit Distalisationsfortschritt wuchsen die durchschnittlichen Reibungsverluste zwischen 50 und 80% der eingesetzten Druckfederkraft. Gleichzeitig nahmen die Reibungsschwankungen zu. Bei Verwendung eines 0,016″×0,022″-Führungsbogens waren gegenüber einem 0,017″×0,025″-Führungsbogen geringere Reibungsverluste nachweisbar. Eine Bogenfixierung am dritten Molaren bewirkte im Vergleich zur Distalisation eines endständigen Molaren höhere Reibungsverluste. Die Druckfedern traten in der Molarenbandumgebung in intensive Wechselwirkung mit Führungsbogen und Röhrchen. Daraus resultierten bereits in der Anfangsphase der Bewegung stark erhöhte Reibungsverluste und im Extremfall ein kompletter Distalisationsstopp. Der Freiheitsgrad der Molarenbewegung konnte nach Entfernung des Konvertibles durch die Ligaturenspannung reguliert werden. Die Reibung war entsprechend unterschiedlich ausgeprägt. Die Distalisationsgeschwindigkeit wurde nicht durch die entfaltete Druckfederkraft beeinflußt. Kleine Kräfte sind biologisch günstiger und deshalb zu bevorzugen.

Zusammenhänge zwischen dem EMG-Erregungsmuster des Musculus masseter und der Gesichtsschädelmorphologie

ZusammenfassungVon 30 erwachsenen Dysgnathiepatienten (15 Klasse II, 15 Klasse III) wurden prächirurgisch Oberflächenelektromyogramme des rechten Musculus masseter abgeleitet. Die Ableitung erfolgte simultan mit 16 Kanälen unter verschiedenen Funktionszuständen wie maximale Interkuspidation, Protrusion gegen eine definierte Kraft, Kauen und Schlucken. Durch die monopolare Ableittechnik mit 16 Elektroden wurde es möglich, die Erregungsverteilung während der Muskelkontraktion topographisch darzustellen. Als Kontrollgruppe dienten zehn eugnathe erwachsene Probanden. Beim Vergleich der Erregungsverteilung über dem Musculus masseter fielen deutliche Unterschiede zwischen den Klassen I, II und III auf. Die spektrale EMG-Leistung nahm bei der Klasse I vom superioren Bereich des Musculus masseter in Richtung zum inferioren Bereich kontinuierlich zu. Bei Klasse-II-Patienten unterschied sich die topographische Verteilung der EMG-Spektralleistung im unteren Bereich signifikant von der der eugnathen Patienten. Bei Klasse-III-Patienten dagegen registrierten wir eine deutliche Aktivitätserhöhung im dorsokranialen Antienten. Bei Klasse-III-Patienten dagegen registrierten wir eine deutliche Aktivitätserhöhung im dorsokranialen Anteil. Die simultane Ableitung an 16 Meßpunkten gestattet eine Analyse des Erregungsmusters des Musculus masseter während verschiedener Aktivitätszustände. Die Verteilung der Erregungsmuster korreliert mit der Schädelmorphologie unabhängig von den Funktionszuständen.SummaryThe purpose of this study was to investigate the correlations between malocclusions and the electromyographic activity of the orofacial muscles as this activity reveals itself through multi-channel, simultaneous recording of surface potentials from the masseter muscle. Thirty adults with class II or class III malocclusion formed the studys patient base. Surgical correction of the anomaly was planned for all patients. Ten patients served as the control group. In addition to the standard diagnosis, EMG were recorded during various stress situations such as maximal intercuspidations, chewing, swallowing, and mandible protrusion. We obtained a so-called “myomap” by means of the simultaneous multi-channel recording of the surface potential of the right masseter. Comparison of the EMG revealed a higher activity from the masticatory muscles in the class II cases than in the class III cases. The analysis of the masseter excitation pattern brought to light interesting differences. A higher activity on the lower margin of mandible in the area of the superficial part of masseter was found in the class II cases, whereas contrary to this an increase in EMG activity was found above the deep part of masseter in class III cases. The differing distribution of excitation of the 2 parts of the muscle in class II and class III malocclusions confirms the correlation between muscle function and morphology.

Indications for compensatory extractions in orthodontic space closure in the frontal segments

ZusammenfassungEs werden Nachuntersuchungsergebnisse von Patienten vorgestellt, bei denen ein kieferorthopädischer Lückenschluß im Oberkiefer nach traumatischem Frontzahnverlust oder Aplasie des lateralen Schneidezahnes durchgeführt wurde. Die Modell- und kephalometrischen Befunde von 24 Probanden mit und ohne Ausgleichsextraktion werden gegenübergestellt. Die Ergebnisse zeigen, daß auch in den Fällen ohne Ausgleichsextraktion akzeptable Resultate hinsichtlich der Zahnachsenstellung und des Profilverlaufs zu erzielen sind. Voraussetzungen sind immer die Einstellung einer Distalokklusion der ersten Molaren um eine Prämolarenbreite und die fortlaufende Kontrolle eines regelrechten Überbisses und einer engstandsfreien unteren Schneidezahnstellung. Ist ein kieferorthopädischer Lückenschluß nur mit einer Ausgleichsextraktion möglich, sollte die Indikation für diese Art des Lückenschlusses noch kritischer betrachtet werden.SummaryThis follow-up study presents patients who underwent orthodontic space closure in the maxilla after traumatic loss of frontal teeth or aplasia of a lateral incisor. Comparison covers findings obtained from casts and cephalograms in 24 patients with or without compensatory extraction. The findings indicate that acceptable results regarding axial tooth positioning and profile can be obtained without compensatory extraction, Prerequisites are distal occlusion of the first molars by one premolar width and continuous monitoring for regular overbite and uncrowded lower incisors. If orthodontic space closure can be achieved only by compensatory extraction, the indication for this space closure procedure calls for even more critical judgement.This follow-up study presents patients who underwent orthodontic space closure in the maxilla after traumatic loss of frontal teeth or aplasia of a lateral incisor. Comparison covers findings obtained from casts and cephalograms in 24 patients with or without compensatory extraction. The findings indicate that acceptable results regarding axial tooth positioning and profile can be obtained without compensatory extraction. Prerequisites are distal occlusion of the first molars by one premolar width and continuous monitoring for regular overbite and uncrowded lower incisors. If orthodontic space closure can be achieved only by compensatory extraction, the indication for this space closure procedure calls for even more critical judgement.

Zur Indikation der Ausgleichsextraktion beim kieferorthopädischen Lückenschluß im Frontzahngebiet

ZusammenfassungEs werden Nachuntersuchungsergebnisse von Patienten vorgestellt, bei denen ein kieferorthopädischer Lückenschluß im Oberkiefer nach traumatischem Frontzahnverlust oder Aplasie des lateralen Schneidezahnes durchgeführt wurde. Die Modell- und kephalometrischen Befunde von 24 Probanden mit und ohne Ausgleichsextraktion werden gegenübergestellt. Die Ergebnisse zeigen, daß auch in den Fällen ohne Ausgleichsextraktion akzeptable Resultate hinsichtlich der Zahnachsenstellung und des Profilverlaufs zu erzielen sind. Voraussetzungen sind immer die Einstellung einer Distalokklusion der ersten Molaren um eine Prämolarenbreite und die fortlaufende Kontrolle eines regelrechten Überbisses und einer engstandsfreien unteren Schneidezahnstellung. Ist ein kieferorthopädischer Lückenschluß nur mit einer Ausgleichsextraktion möglich, sollte die Indikation für diese Art des Lückenschlusses noch kritischer betrachtet werden.SummaryThis follow-up study presents patients who underwent orthodontic space closure in the maxilla after traumatic loss of frontal teeth or aplasia of a lateral incisor. Comparison covers findings obtained from casts and cephalograms in 24 patients with or without compensatory extraction. The findings indicate that acceptable results regarding axial tooth positioning and profile can be obtained without compensatory extraction, Prerequisites are distal occlusion of the first molars by one premolar width and continuous monitoring for regular overbite and uncrowded lower incisors. If orthodontic space closure can be achieved only by compensatory extraction, the indication for this space closure procedure calls for even more critical judgement.This follow-up study presents patients who underwent orthodontic space closure in the maxilla after traumatic loss of frontal teeth or aplasia of a lateral incisor. Comparison covers findings obtained from casts and cephalograms in 24 patients with or without compensatory extraction. The findings indicate that acceptable results regarding axial tooth positioning and profile can be obtained without compensatory extraction. Prerequisites are distal occlusion of the first molars by one premolar width and continuous monitoring for regular overbite and uncrowded lower incisors. If orthodontic space closure can be achieved only by compensatory extraction, the indication for this space closure procedure calls for even more critical judgement.

Zur Indikation der Ausgleichsextraktion beim kieferorthopädischen Lückenschluß im Frontzahngebiet@@@Indications for compensatory extractions in orthodontic space closure in the frontal segments

ZusammenfassungEs werden Nachuntersuchungsergebnisse von Patienten vorgestellt, bei denen ein kieferorthopädischer Lückenschluß im Oberkiefer nach traumatischem Frontzahnverlust oder Aplasie des lateralen Schneidezahnes durchgeführt wurde. Die Modell- und kephalometrischen Befunde von 24 Probanden mit und ohne Ausgleichsextraktion werden gegenübergestellt. Die Ergebnisse zeigen, daß auch in den Fällen ohne Ausgleichsextraktion akzeptable Resultate hinsichtlich der Zahnachsenstellung und des Profilverlaufs zu erzielen sind. Voraussetzungen sind immer die Einstellung einer Distalokklusion der ersten Molaren um eine Prämolarenbreite und die fortlaufende Kontrolle eines regelrechten Überbisses und einer engstandsfreien unteren Schneidezahnstellung. Ist ein kieferorthopädischer Lückenschluß nur mit einer Ausgleichsextraktion möglich, sollte die Indikation für diese Art des Lückenschlusses noch kritischer betrachtet werden.SummaryThis follow-up study presents patients who underwent orthodontic space closure in the maxilla after traumatic loss of frontal teeth or aplasia of a lateral incisor. Comparison covers findings obtained from casts and cephalograms in 24 patients with or without compensatory extraction. The findings indicate that acceptable results regarding axial tooth positioning and profile can be obtained without compensatory extraction, Prerequisites are distal occlusion of the first molars by one premolar width and continuous monitoring for regular overbite and uncrowded lower incisors. If orthodontic space closure can be achieved only by compensatory extraction, the indication for this space closure procedure calls for even more critical judgement.This follow-up study presents patients who underwent orthodontic space closure in the maxilla after traumatic loss of frontal teeth or aplasia of a lateral incisor. Comparison covers findings obtained from casts and cephalograms in 24 patients with or without compensatory extraction. The findings indicate that acceptable results regarding axial tooth positioning and profile can be obtained without compensatory extraction. Prerequisites are distal occlusion of the first molars by one premolar width and continuous monitoring for regular overbite and uncrowded lower incisors. If orthodontic space closure can be achieved only by compensatory extraction, the indication for this space closure procedure calls for even more critical judgement.