Gesichtsbogen bei restaurativen Maßnahmen

1.1 Zielgruppen und Grundlagen

Diese Stellungnahme ist auf die Zielgruppen der Zahnärztinnen und Zahnärzte sowie der Zahntechnikerinnen und Zahntechniker ausgerichtet.

Ziel der Anwendung eines Gesichtsbogens ist die Übertragung individueller anatomischgeometrischer Verhältnisse vom Patienten auf den Artikulator. Durch die gesichtsbogenvermittelte Positionierung der Modelle im Artikulator – im Gegensatz zur Festlegung der Modellposition auf Mittelwerte (sogenannte Mittelwert- / arbiträre Montage) soll im Rahmen des Herstellungsprozesses indirekter Restaurationen eine Minimierung der Fehler bei der Gestaltung der statischen und dynamischen Okklusionskontakte erzielt werden. Dies soll bei der Eingliederung von indirekt hergestellten Restaurationen folgende Vorteile mit sich bringen:

• geringeres Ausmaß okklusaler Anpassungsmaßnahmen

• dadurch weitgehende Erhaltung des durch den Zahntechniker gestalteten funktionellen okklusalen Reliefs

• insgesamt Reduktion des zahnärztlichen Arbeitsaufwandes.

Für die instrumentelle Funktions- und Okklusionsanalyse soll darüber hinaus eine verbesserte Simulation der individuellen statischen und dynamischen Okklusionskontakte im Artikulator ermöglicht werden.

1.2 Methoden der Gesichtsbogenübertragung

Bei der in Deutschland allgemein verbreiteten schädel- und gelenkbezogenen Übertragung des Oberkiefermodells in den Artikulator wird durch die Anwendung eines Gesichtsbogens eine Individualisierung des Bonwill-Dreiecks und des Balkwill-Winkels erreicht. Bei Anwendung der Methode nach Albert Gerber, Zürich, erfolgt dagegen die Übertragung unterkieferbezogen, das heißt, es wird zunächst das Unterkiefermodell im Artikulator montiert.

Je nach Artikulatorsystem erfolgt die Ausrichtung des Bogens entsprechend der Frankfurter Horizontalen oder der Camper’schen Ebene. Entsprechend der gewählten Bezugsebene ergeben sich dadurch für die Gelenkbahnneigung unterschiedliche Mittelwerte.

Zur Übertragung der Kiefermodelle werden drei Referenzpunkte benötigt:

• Die beiden posterioren Referenzpunkte, die sich auf die sogenannte (meist zentrische) Scharnierachse beziehen, können auf zwei Arten bestimmt werden:

(a) arbiträr anhand von Mittelwerten (arbiträre Technik, Anwendung unter anderem bei den sogenannten Ohrbögen), oder

(b) individuell lokalisiert nach Anbringen eines Bogens am Unterkiefer und kinematischer Bestimmung der Rotationsachse.

• Die Lokalisation des anterioren (dritten) Referenzpunktes wird unterschiedlich festgelegt: Teilweise wird auf den tastbaren knöchernen unteren Rand der Orbita Bezug genommen, in anderen Fällen wird ein festgelegter Abstand kranial der Schneidekanten der Zähne 12 oder 22 abgemessen und im Bereich der Nasen-Wangen-Grenze auf der Haut markiert. Darüber hinaus existieren Systeme, die den Subnasalpunkt als Basis festlegen.

1.3 Fragestellung

Gesichtsbögen werden im Rahmen von zahnärztlich-rekonstruktiven Maßnahmen international nicht regelhaft angewandt [Carlsson und Magnusson 2000, Wang et al. 2008]. Angesichts dieser Tatsache stellt sich die Frage, welche Belege für einen klinischen Nutzen dieses Hilfsmittels vorhanden sind.

2.1 Suchstrategie

Eine am 15.09.2009 durchgeführte Literaturanalyse zur Frage des Nutzens der Gesichtsbogenanwendung für den Bereich der zahnärztlichen Prothetik identifizierte fünf Artikel über randomisierte klinische Studien. Die Literaturrecherche erfolgte manuell [Methodik in Hugger et al. 2001] sowie elektronisch in PubMed [Suchbegriffe: facebow OR face-bow; Limits: Humans, Clinical Trial, Meta-analysis, Randomized Controlled Trial].

2.2 Identifizierte Studien und ableitbare klinische Evidenz

Aus methodischen Gründen eignen sich die identifizierten Publikationen mit Ergebnissen aus vergleichenden Studien nicht für die Beantwortung der Frage nach dem Nutzen der Gesichtsbogenübertragung. Es konnte lediglich ein Beitrag über eine kontrollierte klinische Studie identifiziert werden, die den Nutzen der Gesichtsbogenanwendung in der Totalprothetik untersuchte [Kubrak 1998]. Hierbei wurde die Totalprothesenherstellung gemäß der Methode nach Alfred Gysi (Gruppe 1) mit der Verwendung eines Quick-Master-Artikulators und Gesichtsbogens (Gruppe 2) verglichen. In Gruppe 2 wurde eine verringerte Adaptationszeit, aber auch eine verringerte Zahl okklusaler Korrekturen festgestellt. Aufgrund unvollständiger Angaben zum genauen Aufbau der Studie kann diese Untersuchung jedoch nur eingeschränkt herangezogen werden.

Zwei weitere „isolierte“ Gesichtsbogen- Studien bezogen sich auf die Herstellung von intraoralen Schienen:

• Schwahn und Kordaß (1997): Herstellung von Okklusionsschienen mit Eckzahnführung nach mittelwertiger versus mittels Gesichtsbogen erfolgter individueller Modellmontage. Beurteilung: Okklusale Situation beim Eingliedern, Zeitaufwand für okklusale Adjustierung am Patienten, Patientenempfinden. Die mitgeteilten Ergebnisse lassen Vorteile in Bezug auf die Analyse der okklusalen Situation und auf die Patientenbeurteilung erkennen.

• Shodadai et al. (2001): Eingliederung von Michigan-Schienen nach mittelwertiger versus individueller Modellmontage mit Hilfe des Gesichtsbogens. Beurteilung: Zahl der intraoralen Okklusionskontakte nach dem unmittelbaren Einsetzen der Schiene sowie Zeitaufwand für das okklusale Einschleifen derselben. Ergebnis: Mit Gesichtsbogen kein wesentlicher Zugewinn an Okklusionskontakten und kein wesentlicher Zeitgewinn. Größere Veränderungen der vertikalen Relation nach der Kieferrelationsbestimmung im Artikulator – was den Einsatz des Gesichtsbogens gerechtfertigt hätte – wurden in dieser Studie allerdings vermieden.

Bei den restlichen Publikationen unterschieden sich die Gruppen nicht ausschließlich dadurch, dass in einer Gruppe ein Gesichtsbogen verwendet wurde und in der anderen nicht. Stattdessen waren innerhalb der Vergleichsgruppen zusätzliche methodische Unterschiede vorhanden, welche es unmöglich machen, berichtete Unterschiede in den Ergebnissen derart zu interpretieren, dass diese zweifelsfrei auf die Anwendung oder Nichtanwendung des Gesichtsbogen zurückgeführt werden können. Somit geben diese Studienresultate keine unmittelbaren Hinweise auf die Wertigkeit der Anwendung eines Gesichtsbogens.

• Ellinger et al. (1979) sowie Douglass et al. (1993): Erstellung von Totalprothesen nach Standardmethode (ohne Gesichtsbogen) versus erweiterte prothetische Behandlungstechnik (unter anderem mit Gesichtsbogen). Beurteilung anhand von Patientenbefragungen und klinischen Parametern. Ergebnis: keine signifikanten Unterschiede nach fünf Jahren nachweisbar.

• Figuera Nascimento et al. (2004) sowie Heydecke et al. (2007, 2008) befassten sich mit der Herstellung und Eingliederung von Totalprothesen, wobei die Anwendung des Gesichtsbogens in einer bestimmten Patientengruppe wiederum nur ein Faktor neben einer Reihe anderer Einflussgrößen darstellte. Die Ergebnisse dieser Studien ließen keine Unterschiede zwischen den angewendeten Methoden oder Behandlungsgruppen erkennen, mit Ausnahme folgender Gesichtspunkte:

• Bei Figuera Nascimento et al. (2004): Bessere Ergebnisse bei der Patientenbefragung hinsichtlich Ästhetik, Komfort und Prothesenstabilität für das Behandlungsvorgehen, ohne Anwendung des Gesichtsbogens.

• Bei Heydecke et al. (2007, 2008): Bessere Beurteilungen durch die Patienten für die Aspekte allgemeine Zufriedenheit, Stabilität der Prothese und Ästhetik für die Behandlungsmethodik ohne Gesichtsbogengebrauch.

2.3 Forschungsbedarf

Auf der Basis von klinischen Studien mit hohem Evidenzniveau ist zurzeit keine definitive Beurteilung des klinischen Nutzens von Gesichtsbögen möglich. Planung und Durchführung aussagekräftiger klinischer Studien mit einer ausreichend hohen Probandenzahl sind trotz ihres hohen Zeit- und Kostenaufwands dringend erforderlich. Hierbei müssen die vielfältigen Einflussgrößen im Rahmen der prothetischrestaurativen Behandlung beachtet werden, wobei die mit der Gesichtsbogenübertragung immer kombinierte Kieferrelationsbestimmung als entscheidende Störgröße sorgfältig kontrolliert, beziehungsweise standardisiert werden muss.

3.1 Suchstrategie für die Literatur

Im Gegensatz zum offensichtlichen Mangel an kontrollierten klinischen Studien liegen Untersuchungen vor, die anhand von experimentellen Labormessungen beziehungsweise mit Hilfe mathematisch-geometrischer Modellrechnungen die Auswirkungen funktioneller Determinanten, die bei der Gesichtsbogenanwendung berücksichtigt werden, im Okklusalbereich berechnen und darstellen können.

Eine Literaturrecherche in PubMed und der Cochrane Library, Stand 15.10.2009, wurde durch Handsuche in den Literaturverzeichnissen der veröffentlichten Publikationen ergänzt. Die Suchstrategie beinhaltete die Begriffe (hinge OR arbitrary OR kinematic) AND (error OR probability OR calculat* OR computat*) AND occlusion AND dental. 68 Zitate ergab die Datenbank basierte Suche, davon wurden 16 Publikationen als geeignet identifiziert. An Hand der Literaturverzeichnisse konnten weitere neun Studien gefunden werden.

3.2 Grundlagen

Die Modellrechnungen dienen dazu, okklusale Fehler auf Grund von Abweichungen zwischen der individuellen Scharnierachse und einer arbiträren oder mittelwertigen Gelenkachse zu bestimmen. Solche Fehlerberechnungen erlauben zwar keine Angaben über den klinischen Nutzen des Gesichtsbogens. Jedoch ist eine Abschätzung möglich, welche Faktoren sich bei der Modellübertragung in den Artikulator auf die Okklusion auswirken und in welcher Größenordnung Fehler erwartet werden können.

Zwei verschiedene Fehler müssen dabei differenziert werden. Zum einen treten okklusale Fehler bei der dynamischen Okklusion auf. Sie entstehen durch unterschiedliche Bewegungsparameter des Unterkiefers zwischen Patient und Artikulator, wobei das Okklusionsniveau beibehalten wird. Zum anderen gibt es Fehler bei der statischen Okklusion, die nach der Kieferrelationsbestimmung (wie in der zentrischen Kondylenposition) auf Grund einer Änderung der Vertikalrelation im Artikulator hervorgerufen werden.

Die meisten Publikationen berechnen okklusale Fehler auf der Basis von Abweichungen der Gelenkachsen, die in der Arbeit fest vorgegeben werden. Aus diesen Ergebnissen wird deutlich, dass die Größe der okklusalen Fehler u. a. von folgenden Faktoren abhängig ist:

• Ort der Kauflächenbetrachtung

• Höckerneigung

• Ausmaß der Lateralbewegung

• Ausmaß der vertikalen Relationsänderung.

3.3 Berechnungen auf der Basis individueller Probandenuntersuchungen

3.3.1 Effekte auf die statische Okklusion

Nur wenige Publikationen berechnen okklusale Fehler auf der Grundlage von individuellen Messungen an Probanden. Diese Methode erlaubt es jedoch, die Größenordnung und die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von okklusalen Fehlern in einer realen Population zu bestimmen.

Bei der vertikalen Relationsänderung im Artikulator treten sowohl bei der Verwendung der arbiträren Gelenkachspunkte als auch bei der mittelwertigen Modellübertragung okklusale Fehler auf. Die Fehler sind stark vom Umfang der vertikalen Relationsänderung abhängig und sind bei der mittelwertigen Modellübertragung größer als bei der Verwendung der arbiträren Gelenkachspunkte. Maßgeblichen Einfluss auf die Größe der okklusalen Fehler hat bei der mittelwertigen Modellübertragung der verwendete Balkwill-Winkel, der die Neigung zwischen Okklusionsebene und Bonwill-Dreieck am Inzisivenpunkt beschreibt. Durchschnittlich am geringsten sind die Abweichungen bei einem Winkel von 17°. Je größer der Balkwill-Winkel wird, desto stärker nehmen die okklusalen Fehler zu. Abhängig vom verwendeten Artikulator orientieren sich die Hilfen zum mittelwertigen Einartikulieren von Modellen an Balkwill-Winkeln zwischen 18° und 25° und entsprechen für diesen Zweck oft nicht den ermittelten Anforderungen [Morneburg und Pröschel, 2010].

Ist nach der Kieferrelationsbestimmung eine vertikale Relationsänderung im Artikulator erforderlich, so führt die Verwendung von Gesichtsbogen mit arbiträren Gelenkachspunkten im Vergleich zur mittelwertigen Modellmontage zu einer klinisch relevanten Reduktion der Fehler im Bereich der statischen Okklusion.

Wird eine vertikale Relationsänderung im Artikulator von 2 mm durchgeführt beträgt nach statistischen Berechnungen der okklusale Fehler mit einer Wahrscheinlichkeit von zehn Prozent am zweiten Molar bei einer arbiträren Gelenkachsbestimmung 340 µm oder mehr. Mittelwertige Modellmontage ohne Gesichtsbogen führt in Abhängigkeit vom verwendeten Balkwillwinkel (BW) mit einer Wahrscheinlichkeit von zehn Prozent dagegen zu Fehlern von mindestens 440 µm und mehr (BW 17°) bis zu 1.120 µm und mehr (BW 25°).

3.3.2 Effekte auf die dynamische Okklusion

Bei der Berechnung der Effekte der Gesichtsbogenübertragung auf die dynamischen Okklusionskontakte zeigt sich, dass die okklusalen Fehler nicht allein von der Verwendung des Gesichtsbogens zur Übertragung der Modelle abhängig sind. Andere Parameter, wie der Bennett-Winkel, der sagittale Gelenkbahnneigungswinkel, der Interkondylarabstand, Inzisalbahnführungswinkel und der Ort der Kauflächenbetrachtung haben teilweise einen größeren Einfluss.

Sieht man einen okklusalen Fehler von bis zu 200 µm als noch zu tolerierende Grenze an, so wird am zweiten Molaren bei der Verwendung von Mittelwerten diese Schwelle auf der Arbeitsseite mit einer Wahrscheinlichkeit von 14 Prozent und auf der Balanceseite mit einer Wahrscheinlichkeit von elf Prozent überschritten. Die individuelle Berücksichtigung der Gelenkbahnneigung reduziert diese Werte auf elf Prozent beziehungsweise neun Prozent. Eine Übertragung der Modelle in den Artikulator mittels Gesichtsbogen würde zu einer Reduktion der Wahrscheinlichkeit auf der Arbeitsseite auf fünf Prozent und einen Anstieg auf der Balanceseite auf elf Prozent führen. Die individuelle Einstellung des Bennett-Winkels reduziert die Wahrscheinlichkeit zur Überschreitung der 200 µm-Grenze noch weiter auf sieben Prozent auf der Arbeitsseite und zwei Prozent auf der Balanceseite [Pröschel et al., 2000].

Die Anwendung des Gesichtsbogens allein würde daher die okklusalen Fehler nur marginal reduzieren. Deshalb ist es mit Zielrichtung auf die dynamischen Okklusionskontakte sinnvoll, entweder alle wichtigen Bewegungsparameter zu bestimmen, oder anderenfalls auch auf die Gesichtsbogenübertragung zu verzichten und den Fehler gegebenenfalls auf der Kaufläche im Mund zu korrigieren.

Aus den vorliegenden Publikationen lassen sich folgende Schlussfolgerungen ziehen:

• Die Anwendung eines Gesichtsbogens ist für sich allein kein ausreichender Qualitätsindikator.

• Im Rahmen rekonstruktiver oder funktionsanalytischer Maßnahmen kann die Gesichtsbogenübertragung einen qualitätsverbessernden / qualitätssichernden Effekt haben, wenn sie als Teil einer Prozesskette angesehen wird, bei der alle Arbeitsschritte mit großem Einfluss auf okklusale Fehler (vor allem die Kieferrelationsbestimmung) mit hohem Qualitätsbewusstsein ausgeführt werden.

• Ist nach der Kieferrelationsbestimmung eine vertikale Relationsänderung im Artikulator erforderlich, so stellt die Verwendung von Gesichtsbögen mit arbiträren oder individuell bestimmten Gelenkachspunkten eine sinnvolle Maßnahme dar, die die Fehler im Bereich der statischen Okklusion reduziert. Die Größe der Fehler hängt dabei vom Ausmaß der vertikalen Veränderung ab.

• Für eine Fehlerreduktion der dynamischen Okklusionskontakte ist die Anwendung des Gesichtsbogens nur bei Bestimmung weiterer Parameter der Unterkieferbewegung, wie sagittaler Gelenkbahnneigungswinkel und Bennett-Winkel, sinnvoll.

• Wird eine stabile maximale Interkuspidation zur Kieferrelationsbestimmung herangezogen und liegt gleichzeitig eine Eckzahnführung vor oder moderate Neigungswinkel von zentralen Höckerabhängen, so ist die mittelwertige Modellübertragung in den Artikulator ohne Gesichtsbogen eine akzeptable Vorgehensweise.

• Durch die für viele Gesichtsbögen geltende individuelle schädel- und gelenkbezogene Übertragung des Oberkiefermodells in den Artikulator können außerdem individuelle Besonderheiten ( Asymmetrien) in ästhetischer und funktioneller Hinsicht bei der Planung von Rekonstruktionen frühzeitig erfasst und bei der Erstellung von Restaurationen ausreichend berücksichtigt werden.

Geometrisch-statistische Berechnungen können Werte für die Wahrscheinlichkeit von okklusalen Fehlern angeben, die in einem repräsentativen Kollektiv tatsächlich auftreten würden. Zur Überprüfung der klinischen Relevanz sollten im Rahmen von randomisierten klinischen Studien das Auftreten dieser vorhergesagten Fehler bei der Herstellung indirekter Restaurationen mit den verschiedenen Übertragungsmethoden und ihre praktischen Konsequenzen in qualitativer und zeitlicher Hinsicht untersucht werden.

Thomas R. Morneburg, ErlangenAlfons Hugger, DüsseldorfJens C. Türp, BaselMarc Schmitter, HeidelbergKarl-Heinz Utz, BonnWolfgang B. Freesmeyer †, BerlinPeter Rammelsberg, Heidelberg