Kieferorthopädie und Funktion

In der Medizin sind Form- und Funktionsrelationen schon lange bekannt. Ende des 19. Jahrhunderts begründete Julius Wolff mit dem Gesetz der Transformation von Knochen die klassische Biomechanik. Er zeigte, dass die Knochenformation in Abhängigkeit von der Belastung organisiert wird [Wolff, 1886]. Im gleichen Zeitraum postulierte der Anatom und Biologe Wilhelm Roux die Physiologie der Formgebung in seiner These des Prinzips der funktionellen Anpassung [Roux, 1902]. Er hatte beobachtet, dass sich die Flossen von Delfinen an die Strömungsgeschwindigkeit der Gewässer anpassen. Im Bereich der Zahnmedizin setzte sich Melvin Moss intensiv mit der funktionellen Wachstumsstimulation auseinander und postulierte in den 1960er-Jahren seine „funktionelle Matrixtheorie“, die für das Knochenwachstum den funktionellen gegenüber epigenetischen Aspekten eine übergeordnete Rolle zuordnet [Moss, 1968].

Die Kieferorthopädie ist ein essenzieller und integraler Bestandteil einer synoptisch integrativen zahnärztlichen wie auch medizinischen Versorgung. Die Kernkompetenzen des Faches liegen in der präventiven und kurativen Behandlung von Zahn- und Kieferfehlstellungen sowie in der funktionellen Harmonisierung persistierender Dysfunktionen, die mit dem stomatognathen System in Interaktion stehen. Diese sind – anders als zunächst bekannt – nicht nur auf die Mundregion begrenzt. Vom Mundraum entferntere Funktionsstörungen, die in Wechselwirkung zu dem stomatognathen System stehen, werden zunehmend wissenschaftlich detektiert und klinisch beschrieben.

Im Sinne der Form- und Funktionsrelationen und somit einer funktionell stimulierten Formgebung besitzen (Dys)funktionen einen entscheidenen Einfluss auf die dentale und skelettale Entwicklung des Viszerokraniums und durch funktionelle Verknüpfung mit anderen Bereichen auch auf den gesamten Körper. Dieses Wissen spiegelt sich in der Ätiologie von Dysgnathien wider und bestimmt entscheidend die Langzeitstabilität und die Wahl des geeigneten Therapieansatzes.

Erstaunlicherweise ist der Prozentsatz rein genetisch determinierter Dysgnathien mit einem Anteil von circa 20 Prozent relativ gering [Schopf, 1981]. Zu diesen endogen geprägten Fehlstellungen zählen Anomalien hinsichtlich der Zahnzahl und Zahnform sowie die Quantität des Unterkieferwachstums. Bekanntes Beispiel sind hierbei Vertreter des Habsburger Geschlechts, die aus kieferorthopädischer Sicht ein markantes und daher auch so beschriebenes Klasse-III-Profil in Form einer positiven Lippentreppe aufweisen. Durch sie wurde der Begriff der „Habsburger Lippe“ als kieferorthopädischer Fachterminus geprägt. Weitere 30 bis 50 Prozent aller Dysgnathien werden hauptsächlich durch exogene Faktoren wie Traumata, frühzeitiger (Milch-)Zahnverlust und/oder Dysfunktionen in Form von Muskelfunktionsstörungen, Atmung, Haltung und Habits hervorgerufen. Die verbleibenen 30 bis 45 Prozent der Dysgnathien werden sowohl endogen als auch exogen geprägt. Dysfunktionen unterhalten somit die Entstehung von bis zu 80 Prozent aller Dysgnathien [Schopf, 1981].

Insbesondere die Langzeitstabilität von kieferorthopädischen Ergebnissen beziehungsweise die Inzidenz von Rezidiven wird durch persistierende Dysfunktionen beeinflusst. Generell gilt: Je kausaler ein Therapieansatz gewählt wird, um so langfristig stabiler ist das erzielte Ergebnis. Eine große Rezidivfreudigkeit kann zum Beispiel beim offenen Biss beobachtet werden. Bedingt durch die häufig auch nach Abschluss einer kieferorthopädischen Intervention persistierenden Dysfunktionen in Form von potenziell kompetentem Mundschluss, einer kaudalen Zungenlage oder Zungenpressen wird eine erneute Öffnung des zuvor kieferorthopädisch geschlossenen Bisses hervorgerufen.

Die anatomisch dem stomatognathen System in unmittelbarer Nähe gelegenen Dysfunktionsbereiche sind die der Lippen und der Zunge. Der amerikanische Kieferorthopäde A. P. Rogers veröffentlichte bereits 1918 ein Muskeltraining für die Kieferorthopädie und gilt somit als Mitbegründer der „Myofunktionellen Therapie“ [Rogers, 1918]. Geprägt durch seine Zusammenarbeit mit den Kinderärzten beschrieb er ein Muskeltraining für die Mund- und Kaumuskulatur zur Förderung eines eugnathen Kieferwachstums. Neben weiteren Vertretern wurde dieses Konzept unter anderem von Straub [1962], Barret und Hanson [1974] und Garliner [1974] aufgenommen und weiterentwickelt. Alle Ansätze und Übungskonzepte der Myofunktionellen Therapie streben ein somatisches Schluckmuster unter Aktivierung der Kaumuskulatur und Harmonisierung der mimischen Muskulatur mit Etablierung eines kompetenten Mundschlusses an.

In den 1980er-Jahren prägte Tränkmann den Begriff des „inneren und äußeren Funktionskreises“ zur Beschreibung der kieferorthopädisch relevanten Dysfunktionen [Tränkmann, 1982]. In dieser Zeit zeigten viele Studien, dass neben einer Dysgnathie häufig auch orofaziale Dysfunktionen des inneren und äußeren Funktionskreises (Lippensaugen, offene Mundhaltung, persistierendes viszerales Schluckmuster) bei zusätzlichem Vorliegen von Sprachauffälligkeiten registriert werden können.

Die interdisziplinäre Zusammenarbeit mit Logopäden, Sprachheiltherapeuten und Kieferorthopäden sowie Zahnärzten wurde daher insbesondere bei Sprachentwicklungsauffälligkeiten bei Kindern postuliert. Eine Artikulationsstörung in Form eines Sigmatismus oder einer multiplen Addentalität wurde vermehrt bei Kindern mit vergrößerten sagittalen Frontzahnstufen oder frontoffenen Bissen detektiert. Diese kieferorthopädischen Befunde werden häufig dysfunktionell durch einen potenziell kompetenten Mundschluss oder gar durch eine offene Mundhaltung, eine kaudale Zungenlage oder ein persistierendes viszerales Schluckmuster bei häufig muskulärer Hypotonie unterhalten. Eine Korrelation zum Grad der Ausprägung der Malokklusion konnte bisher jedoch nicht nachgewiesen werden. Ebenso wenig bringt generell eine kieferorthopädische Korrektur eine spontane Verbesserung der Phonetik mit sich. Die Harmonisierung der dentalen, skelettalen und funktionellen Befunde trägt jedoch zu einer dauerhaft erfolgreichen Etablierung einer harmonischen Phonetik bei [Korbmacher und Giel, 2007].

Aktuellere interdisziplinäre Forschungsansätze zeigen jedoch, dass eine Fokussierung auf die Region des Mundbereichs bei Weitem nicht alle dysfunktionellen Einflüsse und Wechselwirkungen abdeckt. Therapieansätze aus den Bereichen der Rehabilitation (zum Beispiel Orofaziale Regulationstherapie nach Castillo Morales) oder Logopädie (zum Beispiel Neurofunktionelle Reorganisation nach Padovan) arbeiten mit dem Aufbau von Körperspannung initial, um letzten Endes Veränderungen im Mundbereich zu erzielen. 

Geprägt durch die interdisziplinäre Behandlung und wissenschaftliche kooperative Studien zu Patienten mit Atem-, Schluck- und Sprechstörungen und mit syndromalen Erkrankungen sowie durch interdisziplinäre Studien innerhalb orthopädischer Patientenkollektive wurde ein Erklärungsmodell entwickelt, das die nachgewiesenen Wechselwirkungen veranschaulicht, das „Interaktive Funktionslogensystem“ [Korbmacher, 2004] (Abbildung 1). Es dokumentiert, inwieweit über Funktion beziehungsweise Dysfunktion das stomatognathe System mit anderen Körperarealen verknüpft ist. Hierbei wird der Körper in einzelne Funktionskompartimente unterteilt – die Funktionslogen. Diese stehen unter Funktion in Wechselwirkung. Bis zu einem gewissen Grad (qualitativ und quantitativ, also Intensität und Dauer der persistierenden Dysfunktion) manifestiert sich klinisch die Interaktion der unterschiedlichen Logen nicht. Erst ab einem gewissen Schwellenwert wird die Wechselwirkung klinisch evident. Hierbei gilt, dass jeder Patient einen individuellen Schwellenwert besitzt, bis zu welchem Störungen kompensiert werden können. Dieses Kompensationspotenzial unterliegt Tagesschwankungen und wird durch die Psyche beeinflusst. 

In den seltensten Fällen treten Dysfunktionen singulär auf [Korbmacher et al., 2005]. Der klinische Befund ist häufig symptomübergreifend und daher auch fachübergreifend [Korbmacher, 2002]. Mit zeitlich zunehmender Persistenz der Symptome steigt auch die Komplexität der Befunde.

Die Kompetenz der Lippen ist entscheidend für die Positionierung der Frontzähne. Jegliche Störung in Form von Lippensaugen, Beißen, Lutschhabit und Nägelkauen reduziert die Kompetenz der Lippen und hat einen Effekt auf die Frontzahnstellung. Ein kompetenter Mundschluss – das heißt, das entspannte Aufeinanderlegen der Lippen bei Mundschluss ohne aktive Muskelkontraktion – besitzt für die kraniofaziale Entwicklung einer eugnathen (Front)Zahn- und Kieferstellung eine übergeordnete Rolle [Nishi et al., 2015]. 

Im täglichen Umgang mit Klasse-II-Patienten stellt die Einlagerung der Unterlippe hinter den Oberkieferfrontzähnen einen Ko-Faktor für eine progrediente Vergrößerung einer sagittalen Frontzahnstufe dar [Nguyen et al., 1999] (Abbildung 2). 

Zahntraumata werden mit einer Prävalenz von 25 Prozent angegeben [Petti, 2015]. Patienten mit einem Overjet von mehr als 3 mm besitzen ein doppelt so großes Risiko, ein Frontzahntrauma zu erleiden als Patienten mit einer sagittalen Stufe kleiner 3 mm [Nguyen, 1999]. Hierbei spielt neben dem Ausmaß der sagittalen Stufe auch die Qualität der Lippenkompetenz eine entscheidende Rolle. Eine mangelnde Lippenbedeckung aggraviert die dentalen Traumafolgen [Bauss et al., 2008]. 

Auch das Lutschhabit resultiert in einem frontoffenen, meist asymmetrischen Biss. Bei Abgewöhnung des Lutschhabits bis zum Alter von fünf Jahren schließt sich dieser im Rahmen des Selbstheilungseffekts. Persistierende Lutschhabits bis zum Alter von sieben Jahren gelten als signifikanter Risikofaktor für die Entwicklung seitlicher Kreuzbisse und frontoffener Bisskonfigurationen, da die Dysfunktion nicht nur die Zahnentwicklung beeinflusst, sondern eine physiologische Kieferentwicklung hemmt [Borrie et al., 2015; Chen, 2015] (Abbildung 3).

In dieser Funktionsloge dominiert die Funktion des Schluckens. Der Schluckakt dient der Aufnahme, dem Transport und dem Schutz vor Aspiration. 26 Muskelgruppen sowie 5 Hirnnerven koordinieren diesen komplexen Funktionsablauf, der im Mundraum willkürlich und im Rachenraum eher reflektorisch stattfindet. Schlucken ist mit 2.000 Schluckakten pro Tag und 700 bis 900 Schluckakten pro Nacht der häufigste Bewegungsvorgang des Körpers. Pathologische Schluckmuster liegen anomaliespezifisch vor. So ist bei einer skelettalen Klasse III, die häufig mit einer maxillären Konstriktion assoziiert ist, meist eine kaudale Zungenlage mit Zungenpressen zu beobachten. Bei Anomalien der Klasse II.1 wird klinisch häufig ein addentaler Zungendruck gegen die Frontzähne detektiert. Durch den meist auch vorliegenden hypotonen Muskeltonus rollt sich der mittlere Zungenanteil nicht am Gaumen ab. Über die Zeit manifestiert sich die fehlende Stimulation auf den Oberkiefer durch die Zunge in einer maxillären Konstriktion (Abbildung 4). Eine Stimulation durch einen Zungendruck am Gaumen und somit eine Stimulation auf das Oberkieferwachstum bleiben aus [Dixit und Shetty, 2013]. 

Die Muskulatur stellt eine der wichtigsten Logen im System dar und bestimmt die individuelle Kompetenz der Kompensation. In Abhängigkeit vom jeweiligen Wachstum beziehungsweise Gesichtsaufbau wird auch von einer schwachen oder starken muskulären Verankerungskapazität gesprochen. Generell muss die Muskulatur in drei Untergruppen betrachtet werden: 

• Gesamtmuskulatur: Muskeltonusstörungen im Allgemeinen – insbesondere der muskuläre Hypotonus – haben eine große Bedeutung bei der Pathogenese von Funktionsstörungen im Bereich des gesamten Körpers.

• Kaumuskulatur: Es ist bekannt, dass die Kaufunktion das alveoläre wie das suturale Wachstum stimuliert. Anhand von Tierversuchen konnte eindrucksvoll nachgewiesen werden, dass die Extraktion von Frontzähnen sowie die Umstellung auf weiche Kost deutlich zu einem Absenken der Knochenumsatzrate im Bereich der Sutura palatina mediana [Hinton, 1988], aber auch im Bereich des Alveolarfortsatzes führten [Shimomoto et al., 2007]. 

Neben der Stimulation von wachstumsbedingten Prozessen kann eine verminderte Kaukraft aber auch gastrointestinale Symptome hervorrufen [Koike et al., 2013; Suzuki et al., 2018]. Eine verminderte Kauleistung ist häufig mit einer suboptimalen Okklusion assoziiert [Doshi et al., 2011; English et al., 2002]. Die Kauleistung nimmt progredient zur Schwere der Fehlstellung ab. Patienten mit einer Malokklusion zeigten in Studien zur Evaluation von Kaufkraft im Vergleich zu einer Kontrollgruppe eine bis zu 34 Prozent vergrößerte Partikelgröße des Speisebreis [Gameiro et al., 2017; Magalhaes et al., 2010]. 

• Infra- und suprahyoidale Muskulatur: Mittels Elektromyografie wurden signifikant erhöhte Werte für die Hals- und oberen Trapeziusmuskeln bei Patienten mit einem horizontalen Schädelaufbau registriert. Patienten mit vertikalem Schädelaufbau zeigten erheblich reduzierte Muskelkräfte. Das Ausmaß einer Bisslagekorrektur im Rahmen einer kombinierten kieferorthopädisch-kieferchirurgischen Behandlung wird auch über den Tonus dieser Muskelgruppen beeinflusst. Wird die muskuläre Kompetenz intra operationem ignoriert oder nicht vorab therapeutisch verbessert, kann ein postoperatives Rezidiv die Folge sein.

Differenziert wird zwischen einer organisch und einer habituell bedingten Mundatmung. Organische Ursachen sind gering und werden bei 20 bis 40 Prozent der Mundatmer in Form von kissing tonsils, Septumdeviationen oder einer ausgeprägten Nasenmuschelhyperplasie diagnostiziert. Mit 60 bis 80 Prozent ist die klinische Mundatmung überwiegend rein habituell bedingt. Hierzu zählen ein inkompetenter Mundschluss, eine kaudale Zungenlage und eine Muskelhypotonie. Die Folgen einer persistierenden Mundatmung sind deutlich im Wachstum zu erkennen. So wird die charakteristische Erscheinung von Mundatmern auch häufig als „Facies adenoidea“ oder „Long-face Syndrom“ bezeichnet (Abbildung 5). Eine über das Wachstum persistierende Mundatmung bringt eine vermehrte Posteriorrotation der Mandibula, eine Aufknickung des Gonionwinkels sowie eine vergrößerte untere Gesichtshöhe mit sich [Proffit, 2018]. Von extraoral äußert sich dies in einem inkompetenten Mundschluss, einer mikrorinen Dysplasie sowie einem verlängerten Untergesicht, während intraoral ein oberer Schmalkiefer, ein frontoffener Biss und protrusiv stehende Frontzähne imponieren.

Kieferorthopädisch kann eine Verbesserung der Atmung über eine Optimierung der Anatomie durch eine Verbreiterung der Kieferhöhle über eine Gaumennahterweiterung [Aziz et al., 2015; Baratieri et al., 2011; Buck et al., 2017; Camacho et al., 2017] oder über eine sagittale Nachentwicklung der Mandibula unterstützt werden [Carvalho et al., 2016; Xiang et al., 2017]. Viele interdisziplinäre Studien konnten nachweisen, dass durch eine aktive transversale Erweiterung des Gaumens der anteriore nasale Atemwiderstand reduziert und eine Verbesserung der Nasenatmung erzielt wurden [Castillo, 2012; Iwasaki et al., 2013; Lee et al., 2018]. 

Durch eine Ventralpositionierung der Mandibula mittels funktionskieferorthopädischen Geräten im Wachstum oder im Erwachsenenalter mithilfe von bimaxillären herausnehmbaren Protrusionsschienen kann eine Erweiterung des oropharyngealen Luftraums erreicht werden [Zhu et al., 2015; Marklund, 2017]. Bei milder Ausprägung einer obstruktiven Schlafapnoe stellen diese Apparaturen daher eine Alternative zur CPAP-Beatmung dar [Schwartz et al., 2017; Airumaih et al., 2018]. Die Effizienz klinischer Studien ist derart überzeugend, dass dieser Ansatz in den aktuellen Leitlinien, der S2k-Leitlinie „Diagnostik und Therapie des Schnarchens des Erwachsenen“ von der Arbeitsgemeinschaft für Schlafmedizin der Deutschen Gesellschaft für Hals-, Nasen-, und Ohrenheilkunde e.V. [Stuck et al., 2013] sowie in der S3-Leitlinie „Nicht erholsamer Schlaf / Schlafstörungen“ [DGSM, 2017], verankert ist.

Im Bereich von Craniomandibulären Dysfunktionen treten Störungen im Bereich des Kiefergelenks und der assoziierten Muskelgruppen, den sogenannten anterioren und posterioren Dysfunktionsketten auf. Die Komplexität der Craniomandibulären Dysfunktion ist hinreichend bekannt. 

Solow beschäftigte sich intensiv mit der Körperhaltung und dem Einfluss auf die Gesichtsentwicklung. In den 1970er-Jahren beschrieb er in seiner „soft tissue stretching Hypothese“, wie die Kopfhaltung über eine neuromuskuläre Kopplung Folgen für die Entwicklung des Viszerokraniums besitzt [Solow und Kreiborg, 1977].

Kreuzbisse werden auch vermehrt bei Patienten mit asymmetrischen Befunden im Bereich der Wirbelsäule detektiert [Korbmacher et al., 2004; Korbmacher et al., 2007]. Studien mit Patienten mit Skoliose, Hüftdysplasie, Torticollis oder einer Asymmetrie im Bereich der Halswirbelsäule konnten dies bestätigen. Tierexperimentelle Untersuchungen zeigten eindrucksvoll, dass nach Etablierung eines einseitigen Kreuzbisses Auffälligkeiten der Zungenmotorik, eine veränderte Halswirbelsäulenstellung in Form einer nicht strukturell fixierten Skoliose, Auffälligkeiten im Herz-Kreislauf-System im EKG sowie Haltungsänderungen hervorgerufen wurden. Nach Wiederherstellung einer symmetrischen Okklusion konnte eine Harmonisierung der Befunde bei der Mehrzahl der Tiere beobachtet werden [Azzuma et al., 1999; D’Attilo et al., 2005].

Grabowski prägte den Begriff des „kieferorthopädischen Risikokindes“. Basierend auf den Ergebnissen einer groß angelegten Querschnittsstudie mit 766 Kindern mit Milchgebiss und 2.275 Kindern mit einem frühen Wechselgebiss liegt bei den Indikationen „vergrößerter Overjet“, „frontoffener Biss“, „Progenie“ sowie „unilateraler Kreuzbiss“ bei zeitgleichem Vorliegen einer Dysfunktion in Form von einer passiven (Zungenlage) oder von zwei aktiven Dysfunktionen (Schluckmuster, Habits, Artikulation) ein „kieferorthopädisches Risikokind“ vor [Grabowski et al., 2007]. Die Zunahme der Prävalenz dieser Anomalien unter Wachstum ohne therapeutische Intervention dokumentiert die formgebende Potenz persistierender Dysfunktionen während Phasen intensiven kraniofazialen Wachstums. Zu empfehlen ist neben einer kieferorthopädischen Intervention daher ein frühes Screening mit der Einleitung früher funktioneller Übungen. 

In diesem Kontext wurde im Rahmen der pädiatrischen Früherkennungsuntersuchung eine kraniofaziale Befunderhebung bei der U8 integriert. Hierbei wird eine Befunderhebung der Zahn- und Kieferstellung durch den Pädiater erhoben und bei Bedarf eine Vorstellung beim Kieferorthopäden initiiert.

Obwohl bei Erwachsenen das kraniofaziale Wachstum größtenteils abgeschlossen ist, unterliegt es dennoch morphologischen Änderungen, dem „aging“ (Abbildung 6).

Die jahrzehntelange Persistenz von Dysfunktionen manifestiert sich bei Erwachsenen in deutlichen Veränderungen dentaler und skelettaler Natur. Anders als bei Kindern bleibt der „Selbstheilungseffekt“ nach Harmonisierung der Dysfunktion aus. Skelettale Adaptationen der Dysfunktion bleiben somit trotz Harmonisierung bestehen. Vereinzelt zeigen sich nach einer funktionellen Harmonisierung dentale Reaktionen, diese treten jedoch im Vergleich zu Kindern häufig erst viel später und deutlich langsamer ein. 

Trotz aller Einschränkungen ist eine funktionelle Harmonisierung auch bei erwachsenen Patienten unumgänglich, um unnötiges Jiggling und mit der Dysfunktion verbundene Nebenwirkungen sowie Rezidive zu vermeiden.

Eine interdisziplinäre Zusammenarbeit ist häufig die Voraussetzung und sollte vor, begleitend und/oder nach einer kieferorthopädischen Intervention erfolgen. Letzteres insbesondere dann, wenn durch die kieferorthopädische Behandlung eine deutliche Verbesserung der Anatomie gegeben ist. Neben dem Kieferorthopäden ist ein aufeinander abgestimmtes Team von Logopäden oder Sprachheiltherapeuten, Hals-Nasen-Ohren-Ärzten, Schlafmedizinern, Orthopäden, Krankengymnasten und Physiotherapeuten gefragt. Eine kontinuierliche Kommunikation über den Verlauf und gegebenenfalls die Therapieumstellung ist sinnvoll und wird über einen interdisziplinären Bogen zeitsparend ermöglicht [Korbmacher und Kahl-Nieke, 2001]. Aber der Patient muss viel Zeit und Disziplin einsetzen. Tägliches Üben ist Voraussetzung einer erfolgreichen Integration einer harmonisierten Funktion [Korbmacher, 2017].

Die kraniofaziale Entwicklung steht in Wechselwirkung zur kraniofazialen Funktion. Dysfunktionen besitzen einen formgebenden Einfluss. Die genauen Mechanismen der Wechselwirkung sind leider noch nicht bekannt. Eine interdisziplinäre Zusammenarbeit ist Voraussetzung für eine erfolgreiche Behandlung. Jede therapeutisch hervorgerufene Veränderung der Zahn- und/oder der Kieferposition hat Folgen für jede einzelne Funktionsloge. Die präventionsorientierte Kieferorthopädie strebt eine frühe Harmonisierung kraniofazialer Dysfunktionen sowie die Detektion möglicher dysfunktioneller Interaktionen im Funktionslogensystem an. 

Univ.-Prof. Dr. Heike Korbmacher-Steiner

Direktorin der Poliklinik für Kieferorthopädie
Medizinisches Zentrum für Zahn-, Mund- und Kiefererkrankungen der Philipps Universität Marburg
Georg-Voigt-Str. 3, 35033 Marburg
korbmacher@med.uni-marburg.de

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