Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Stellung der Pferdebackenzähne im Kiefer und Berechnung der auf den Backenzähnen auftretenden Kaukräfte anhand eines biomechanischen Modells

Huthmann, Stefanie

The equine cheek tooth battery is part of a very dynamic system. The aim of the study on hand was to investigate whether the teeth’s curvature and position as well as the masticatory force also play a part in this dynamic system. The direct recording of the aforementioned aspects in vivo is impossible; so-called indirect methods, i. e. mathematical-biomechanical models, need to be employed. The study on hand is meant to be an approach towards this goal. The following methodical steps were taken: Radiographical examination of 48 equine heads (post euthanasia, aged: 3.5 to >15 years) and 15 equine skulls; prior to this the alveolar crest was labelled with a radiodense marker. From these radiographs schematic representations of the teeth were drawn; then the individual tooth’s curvature and its angle to the alveolar crest were measured. These data were included in a mathematical model in order to calculate the masticatory forces occurring on the individual cheek tooth. The masticatory cycle’s distinct phases – closing stroke and power stroke – were characterized separately. The subsequent results of this study shall be emphasized: The curvature of equine cheek teeth increases from mesial to distal. The mesio-occlusal angle between tooth and alveolar crest decreases from mesial to distal. The masticatory force increases from mesial to distal. Altogether, it decreases with increasing age. The height of the Curve of Spee decreases with age. From these results the following conclusions were drawn: Anatomical features, especially the height of the Curve of Spee, strongly influence masticatory forces. The flattening-out of the Curve of Spee with in-creasing age causes a decrease in the masticatory forces. Taking this into consideration specific dental treatment protocols should be established for the geriatric horse. Only a few of the positional changes determined in this dissertation were statistically significant and there were many individual differences. Yet, a biological and therefore functional relevance of positional changes should be taken into account. In a subsequent step beyond this dissertation, the results recorded herein will be included in a finite element analysis of the equine masticatory apparatus. Such analyses will facilitate a mathematical evaluation of the effect that a tooth’s curvature and position has on dentition as a whole, and on the surrounding structures (periodontium, alveolar bone, temporomandibular joint). Furthermore, the effect of malocclusions on the dentition can be simulated.

Das Backenzahngebiss der Pferde ist ein sehr dynamisches System. Es sollte dahingehend untersucht werden, ob diese Dynamik sich auch auf die Krümmung und Stellung der Zähne und in der Folge auf die Kaukraft auswirkt. Die direkte Erfassung dieser Merkmale ist am Tier nicht möglich; es bedarf dafür der Entwicklung sogenannter indirekter Methoden, d. h. mathematisch-biomechanischer Modelle. Ein Ansatz hierfür soll mit dieser Arbeit geliefert werden; dazu wurde methodisch folgendermaßen vorgegangen: Anfertigung digitaler Röntgenaufnahmen an 48 Pferdeköpfen (nach Euthanasie, Alter: 3,5 bis >15 Jahre) und 15 Pferdeschädeln; zuvor waren röntgendichte Marker angebracht worden. Anhand der Röntgenbilder wurden Skizzen angefertigt, an denen die Krümmung eines Zahnes und sein Winkel zum Alveolarrand gemessen wurden. Diese Daten dienten in einem mathematischen Modell zur Berechnung der Kaukraft, die auf den einzelnen Backenzähnen auftrat. Hierbei wurde zwischen den Phasen des Kauzyklus – Closing stroke und Power stroke – unterschieden. Folgende Ergebnisse sollen herausgestellt werden: Die Krümmung der Backenzähne beim Pferd nimmt von mesial nach distal zu. Der mesio-okklusale Winkel zwischen Zahn und Alveolarrand wird von mesial nach distal kleiner. Die Kaukraft nimmt von mesial nach distal zu; sie nimmt jedoch insgesamt mit zunehmendem Alter ab. Die Spee’sche Kurve flacht mit zunehmendem Alter ab. Aus diesen Befunden wird abgeleitet: Anatomische Merkmale, insbesondere die Höhe der Spee’schen Kurve, haben einen großen Einfluss auf die Kaukraft. Die Abflachung der Spee’schen Kurve mit zunehmendem Alter bedingt eine Abnahme der Kaukraft. Diesem Phänomen sollten an das geriatrische Pferd angepasste, zahnmedizinische Behandlungsschemata Rechnung tragen. Trotz individueller Unterschiede – auch angesichts nur weniger statistisch signifikanter Unterschiede – ist eine biologische Relevanz der Veränderungen der Zahnstellung in Betracht zu ziehen. Die ermittelten Befunde können, in einem über diese Dissertation hinausgehenden Projekt, als Datensätze in eine Gitternetzanalyse eingebracht werden. Mithilfe einer solchen Analyse sollen die Auswirkungen der physiologischen Krümmung und Stellung sowie die Einflüsse von Fehlstellungen auf das Gebiss des Pferdes (und die umgebenden Strukturen: Periodontium, Alveolen, Articulatio temporomandibularis) mathematisch ermittelt werden.

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Huthmann, Stefanie: Stellung der Pferdebackenzähne im Kiefer und Berechnung der auf den Backenzähnen auftretenden Kaukräfte anhand eines biomechanischen Modells. Hannover 2007. Tierärztliche Hochschule.

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