Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen. Einstellen von Eckzähnen

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Kurzskript der kieferorthopädischen Mechanik Handout What seems to be the latest will never replace the need to apply sound biomechanics Zusammengestellt von FZA für Kieferorthopädie Dr. Ulrich Kritzler a b d e f c Abb. 16 Intraorale Aufnahmen eines Patienten mit Verschiebung der oberen Mittellinie. ac Die Korrektur sollte durch eine Translation der oberen 4 Schneidezähne erfolgen. Der dazu erforderliche Kraftvektor ist auf der frontalen und der Okklusalaufnahme markiert. d Markierung der von den beiden Teilbögen ausgeübten Kräfte, e fortgeschrittenes Behandlungsstadium, f Behandlungsergebnis. Kritzler Biomechanik Handout 1

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Kurzskript    der  kieferorthopädischen  Mechanik    Handout        

   What  seems  to  be  the  latest  will  never  replace  the  need  to  apply  sound  biomechanics                Zusammengestellt  von  FZA  für  Kieferorthopädie  Dr.  Ulrich  Kritzler  

ßig kreissegmentförmig gebogen wird, überträgt er eine vertikalgerichtete Kraft auf die Einheit, mit der er punktförmig Kontakthat. Demgegenüber wird ein logarithmisch gebogener Drahteine Kraft übertragen, die zu einer geringen Kontraktion undzur Verkürzung des Zahnbogens führt. Wird der Teilbogen aus 2unterschiedlich starken Drähten kombiniert, wobei der dickereposterior und der dünnere anterior liegt, ändert sich die Achsen-richtung. Das Zentrum befindet sich nun an der Stelle, an der derdünnere Draht angesetzt wurde und ein beträchtlicher Teil derKraft wirkt nun horizontal, was zu einer Retraktion und Intrusionder Zähne führt [9]. Wird in einem ersten Schritt der Behandlungeine Protrusion durchgeführt und ist zu einem späteren Zeit-punkt eine Retraktion geplant, müssen die Gewebe 2-mal in ent-

gegengesetzter Richtung reagieren, was schädlich sein kann undZeit erfordert.

Zwei-Vektoren-Mechanik!

Verläuft der gewünschte Kraftvektor abseitig und lässt sich nichtdurch einen einfachen Segmentbogen generieren, kann die Lö-sung in der Verwendung von 2Teilbögen liegen [15].Das Design dieser Art vonMechanik beruht auf einfachenmathe-matischen Grundlagen und kann auch mit der Software durch-geführt werden, die auf der CD zur Biomechanik enthalten ist,die von Fiorelli u.Melsen [6] entwickelt wurde.

a b

d e f

c

Abb.16 Intraorale Aufnahmen eines Patienten mit Verschiebung der oberen Mittellinie. a–c Die Korrektur sollte durch eine Translation der oberen4Schneidezähne erfolgen. Der dazu erforderliche Kraftvektor ist auf der frontalen und der Okklusalaufnahme markiert. d Markierung der von den beidenTeilbögen ausgeübten Kräfte, e fortgeschrittenes Behandlungsstadium, f Behandlungsergebnis.

ca b

d e f

Abb.17 a–g Patient mit einem einzelnen extrem vorstehenden Schneidezahn. Die Röntgenaufnahme zeigt den massiven Knochenabbau. Der Kraftvektor,der zur Retraktion und Intrusion des Zahnes erforderlich war, wurde durch Ausüben einer waagerechten Retraktions- und einer senkrechten Intrusionskraft aufdas Bracket erzeugt.

Originalarbeit

95

Melsen B, Fiorelli G. Wer braucht heute noch Biomechanik? Inf Orthod Kieferorthop 2010; 42: 87–96

Kritzler Biomechanik Handout 1

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       Kapitel  5.1  Einzelzahnbewegungen  Unterkapitel  5.1.2  Einstellen  von  Eckzähnen  

Kritzler Biomechanik Handout 2

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Intrusion,  Extrusion  oder  Aufrichten  des  Eckzahns  durch  vertikale  Hebelarm  Kraftapplikationen  

 

 A.  Setzt  man  einen  Hebelarm  mit  Tip-­‐back-­‐Biegung  (Intrusionsbiegung)  in  das  Molarenröhrchen  ein    und  befestigt  das  Ende  des  Hebelarms  punktförmig  mit  einer  Ligatur  am  verlängerten  Eckzahn  (also  nicht  in  den  Bracketschlitz  einligieren)  so  wird  der  Eckzahn  intrudiert  und  der  Molar  wird  extrudiert  und  nach  hinten  gekippt.    B.  Setzt  man  einen  Hebelarm  mit  Tip-­‐forward-­‐Biegung  (Extrusionsbiegung)  in  das  Molarenröhrchen  ein  und  befestigt  das  Ende  des  Hebelarms  punktförmig  mit  einer  Ligatur  am  verkürzten  (retinierten)  Eckzahn  (also  nicht  in  den  Bracketschlitz  einligieren)  so  wird  der  Eckzahn  extrudiert  und  der  Molar  wird  intrudiert  und  nach  vorne  gekippt.      C.  Setzt  man  einen  Hebelarm  mit  Tip-­‐back-­‐  Biegung  in  das  Eckzahnbracket    ein    und  befestigt  das  Ende  des  Hebelarms  punktförmig  mit  einer  Ligatur  am  Molarenröhrchen  (also  nicht  in  den  Tube  einsetzen)  so  wird  der  Eckzahn  extrudiert  und  die  Wurzel  nach  distal  sowie  die  Krone  nach  mesial  gekippt  und  der  Molar  wird  intrudiert.    D.  Setzt  man  einen  Hebelarm  mit  Tip-­‐forward-­‐Biegung  in  das  Eckzahnbracket    ein    und  befestigt  das  Ende  des  Hebelarms  punktförmig  mit  einer  Ligatur  am  Molarenröhrchen  (also  nicht  in  den  Tube  einsetzen)  so  wird  der  Eckzahn  intrudiert  und  die  Wurzel  nach  mesial  sowie  die  Krone  nach  distal  gekippt  und  der  Molar  wird  extrudiert.  

 Abb.  1    

Cantilever Sprb~gs 155

Figure 9. The intrusion arch is a common cantilever.

Although intrusion and extrusion springs rely on the vertical force (s) of cantilevers to achieve the treatment goals, the momen t produced by cantilever springs can also be exploited for ef- fective tooth movement. Canine root axial cor- rection may be necessary after extraction space closure (Fig 12A).16 A cantilever spring inserted into the bracket slot of the canine is a means of achieving distal root correction (Fig 12B). Ex- tending the spring distally generates a greater momen t on the canine without heavy vertical forces. Extrusion of the canine can be prevented by stepping a stiff by-pass wire incisal to the bracket and the space closure can be retained by a "Figure 8" tie-back to the posterior teeth.

Third-Order Cantilevers Third-order tooth movements are those that change the buccolingual axial inclination of teeth. The edgewise bracket, with the rectangu- lar slot combined with rectangular arch wires, is a commonly recognized approach to generating torque and third-order tooth movement. Canti- lever springs are also capable of producing these buccal-lingual axial inclination corrections, of-

Figure 8. Second-order cantilever applications. In- serting the cantilever into the molar tube allows either anterior intrusion, posterior extrusion, and molar tip- back (A), or anterior extrusion, posterior intrusion, and molar tip-forward (B). An anteriorly placed can- tilever that extends posteriorly allows either anterior extrusion, anterior distal root movement, and poste- rior intrusion (C), or anterior intrusion, anterior me- sial root movement, and posterior extrusion (D).

Kritzler Biomechanik Handout 3

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         Abb.  2                                                                                                                                                                            Abb.  3                    Wirkt  die  extrudierende  Kraft  auf  den  Eckzahn,  indem  der  Hebelarm  am  Eckzahn  angebunden  wird,  so  entsteht  am  Molaren  ein  Kräfte-­‐Pärchen,  welches  ein  Drehmoment  erzeugt,  das  den  Molaren  in  einer  Drehrichtung    Krone  nach  mesial  Wurzel  nach  distal  kippt,  sowie  eine  extrudierende  Kraft  auf  den  Eckzahn  und  eine  intrudierende  Kraft  auf  den  Molaren.  .            

One-Couple Systems 13

A

B

l Figure 1. Canine extrusion spring. (A) In its passive state, the spring is inserted into the molar auxiliary tube and its anterior end is occlusal to the canine to be extruded. (B) Activating the spring by tying it to the canine generates a couple to tip the molar in a crown-mesial/root-distal direction, an intrusive force to the molar, and an extrusive force to the canine.

lar, are equal in magni tude and opposite in direction, making their sum equal to zero. Be- cause the two forces are not collinear, however, they create an overall tendency for rotation. This rotational tendency or momen t is equal in magni tude, but opposite in direction, to the couple created in the molar tube that makes it tip mesiodistally. The re fo re the sum of the moments acting on the wire as a whole is also zero and the conditions for equilibrium are sat- isfied.

Case AV (Fig 2) illustrates how a one-couple appliance can be used effectively to avoid the unwanted side effects f rom ext ruding high fa- cial canines in a patient with an anterior open bite tendency. I f a continuous wire were used to aid e rupdon of the canines in this patient, the intrusive side effect would be expected to result in incisor intrusion and anterior ()pen bite. By using a cantilever wire f rom the molar auxiliary tube to extrude the canine, however, no forces are transmitted to the incisors di- rectly. The tendency for the molars to tip for- ward and intrude is minimized by joining them together with a transpalatal arch and engaging an arch wire into tile adjacent teeth.

One of the effects f rom applying an extru- sive force to tile bracket of a high facial canine is that a th i rd-order momen t is created by the force on the canine that tends to tip the canine crown lingually and root facially as the canine extrudes, a This is because the extrusive force acts facial to the center of resistance of the ca- nine. It is difficult, if not impossible, to avoid the t ipping by directing the extrusive force t h rough the canine (:enter of resistance. In cases where the effect of the momen t o f the force is expected to be especially p ronounced , such as when extensive amounts of extrusion are necessary, it may be preferable to actually insert the auxiliary wire into the canine bracket rather than tying it as a point contact. The wire (:an then be activated to apply lingual root torque to the canine to provide th i rd-order control dur ing extrusion. The side effect o f this is labial root torque on the molar.

Once the auxiliary spring is inserted into the brackets at two at tachment sites it is technically no longer a one-couple system and the forces and moments it produces are not statically de- terminate. In the case of ext ruding and con- trolling root torque on a high canine, both sec- ond-order (tip) and th i rd-order (torque) acti- vations are applied. Once the decision is made to engage the wire in both the molar and ca- nine brackets, care must be taken to ensure that a significant second-order activation is not present at the canine bracket but that all or most of the second-order couple is applied at the molar. I f a second-order couple is intro- duced at the canine, the vertical forces associ- ated with the appliance may be adversely af- fected. For example, a distal-crown/mesial-root

instead of miniscrews?

DR. NANDA Unlike a miniscrew, bone plates are usually held by three or more screws. This inherently makes bone plates more stable, espe-cially when heavier forces are being used. Thus, bone plates can be very effective in delivering orthopedic-type forces. Sugawara and colleagues have shown very nicely that bone plates can deliv-er significantly large tooth movements.15

DR. KEIM Would you explain your concept of intraoral orthopedic movement of the midface?

DR. NANDA Historically, orthopedic protraction of the maxilla always had dental movement as a side effect, since we were anchoring on teeth. Nowadays, by using bone anchors, there exists a possibility of getting pure orthopedic movement. The two most accessible bones in the face next to the maxilla are the mandible and the zygoma. The mandible is a moving bone, and using it as an anchor with plates or miniscrews can cause them to fail due to constant loading and unloading forces. However, if we use the zygoma as an anchor, we can protract the maxilla with a constant force by pushing the maxilla against it. In our department we have tried some cases using intraoral orthopedic protraction. We have been somewhat successful, but you have to keep in mind that in these situations, growth is often working against you.

DR. KEIM How do you use cantilevers to treat impacted canines?

DR. NANDA As I mentioned previously, canti-levers create a one-couple force system in which the active unit experiences only a single force. Bending such a cantilever out of a CNA beta tita-nium wire ensures a low load/deflection, thereby providing physiological forces for a prolonged period and requiring hardly any reactivation throughout the eruption of the canine (Fig. 4).

DR. KEIM You co-wrote a great article for our 40th-anniversary issue on genetically driven treat-ment plans.16 What developments have you seen in

this field over the last few years?

DR. NANDA Orthodontics, similar to other medical specialities, has seen an explosion in the discovery of genes and polymorphisms associated with clinical anomalies and diseases. For example, in the last few years there has been a genetic asso-ciation found in humans for root resorption, failure of tooth eruption, and mandibular growth. The delivery of the corrected gene or mutation safely back to humans still remains as a major roadblock. Advances are being made, but progress has been slow. Once the technical aspects of gene delivery are solved, it will change the way that we practice orthodontics.

DR. KEIM What advances have been made in the application of vibratory forces in enhanced tooth movement?

DR. NANDA Animal and clinical human studies are in progress examining the role of vibration on orthodontic tooth movement. Early results are clear that vibration does not cause any negative side effects to the teeth or periodontium. However, more work is needed to elucidate its role in regulat-ing the rate of orthodontic tooth movement.

Dr. Ravindra Nanda

VOLUME XLIV NUMBER 5 301

Fig. 4 One-couple cantilever force system for ex -trusion of impacted canine.

“Passive” CNA cantilever spring“Active” CNA cantilever spring

FF

Kritzler Biomechanik Handout 4

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 Die  punktförmige  Anbindung  führt  zu  einer  hauptsächlichen  Extru-­‐sion  des  Eckzahns.  Der  Molar  wird  intrudiert  und  nach  vorne  gekippt.  Den  Nebenwirkungen  der  Extrusionsmechanik  kann  durch  eine  umlaufenden  Bogen  oder  einen  Teilbogen  im  Seiten-­‐zahnbereich  entgegengewirkt  werden.

Abb.  4                            

   Abb.  5      

         Bei  palatinal  verlagerten  Eckzähnen  kann  der  Hebelarm  von  bukkal  vor  den  Prämolaren  nach  palatinal  geführt.    Das  Anbinden  des  Hebelarms  an  den  palatinal  liegenden  Eckzahn  erzeugt  ein  Pärchen  dritter  Ordnung  (Torque)  am  Molaren,  eine  intrusive  Kraft  am  Molaren  und  eine  extrusive  Kraft  am  Eckzahn.  Aufgrund  der  palatinal  des  Widerstandszentrums  des  Molaren  einwirkenden  intrudierenden  Kraft  entsteht  lingualer  Kronentorque.    

               

156 Andrew J. Kuhlberg

Ny

Figure 10. The location of the point of force application affects the type of tooth movement. The rotational movement produced by the force is dependent on the moment of the force. The moment of the force is a function of the point of force application and the distance to the center of resistance. A force at the bracket of a flared incisor (A). A force slightly distal to the bracket (B). A force positioned further distally to pass through the center of resistance (C). A force posterior to the center of resistance (D). The shadowed teeth show the previous tooth position.

ten wi thout the n e e d to resort to heavy rectan- gular wires engaged in to all teeth.

Excessively u p r i g h t incisors may occur af- ter re t rac t ion a n d overjet r educ t ion , especially

A

B

when teeth are re t rac ted on r o u n d arch wires or with a d i f f e ren t i a l -momen t an ch o r ag e strategy. 16 An an te r io r roo t cor rec t ion spr ing is a var ia t ion of a cant i lever des igned to improve the incisor axial i nc l i na t i on (Figs 13A a n d 13B). An te r io r roo t springs are fabr icated f rom rec tangu la r

r

Figure 11. A cantilever for extrusion of an impacted or high canine. Force system and appliance design (A). Treatment objective of canine extrusion (B).

Figure 12. Separate canine root correction with a cantilever. Force system and appliance design (A). Treatment objective of canine root correction (B).

16 LirTda~er a~zd Isaacson

A

)

}

B

B " . '" , ing designed to ~ ~ c ~ a ~ ! n ~ r facially. (A)Pas-

(B) Activation of at the molar to rotate it

force at the molar, and a

Figure 4. Frontal view of a spring designed to ex- trude a palatally impacted canine. (A) Passive spring extends from the molar auxiliary tube and crosses to the lingual through the canine site. The anterior end is occlusal to the canine. (B) Activation of the spring by tying it to the impacted canine creates a third-order couple at the molar, an intrusive force at the molar, and an extrusive force at the canine.

A wire ex tend ing f rom the app rop r i a t e molar auxiliary tube is bent to move the midline to the r ight or left. A small hook bent into the spr ing allows it to be c r imped over an existing arch wire or segment , or it may be tied to the arch wire or individual teeth. Passively, the spr ing is lateral to the incisors in the direction in which incisor m o v e m e n t is desired (Fig 7A). As the wire is activated, a second-order couple is deve loped in the mola r to rotate it mesiolin- gually (Fig 7B). T h e force system is similar to the occlusal view activation of the palatal ca- nine spr ing shown in Figure 5. Once again, it is of ten desirable to have a t ranspalatal arch in

place to minimize any unwan ted mola r move- ments. T h e forces will be directed laterally at the incisors and lingually at the molar .

Case JM (Fig 8) illustrates how an auxiliary midline spring can be used to help in correct- ing a midline discrepancy. In this case, the maxillary midline was moved to the r ight to coordinate it with the mand ibu la r arch. Ade- quate anter ior overjet on the pat ient 's left side was already presen t before the midl ine was co r rec ted . Midl ine d i sc repanc ies a re o f t en symptoms of more serious skeletal or dental asymmetr ies . Midline springs should not on their own be expected to resolve such complex asymmetr ies . In the context o f a c o m p r e h e n - sive t rea tment plan, however , they can of ten serve as a useful adjunct to, or substitute for, o ther methods of midline correct ion. These may inc lude a n t e r i o r i n t e r a r c h elastics o r skewed arch wires that are of ten associated with undesirable side effects that are difficult to control. A prerequis i te for aligning midlines in any or thodont ic pat ient is symmetr ic poste-

Kritzler Biomechanik Handout 5

Page 6: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

 

     Befindet  sich  die  passive  Feder  seitlich  des  Eckzahns  führt  das  Einligieren  des  Hebelarms  zur  Erzeugung  eines  Pärchens  zweiter  Ordnung  am  Molaren,  welches  ihn  nach  mesiolingual  rotiert  und  zu  einer  nach  außen  wirkenden  Kraft  auf  den  Eckzahn.

Abb.  6            

 

 Der  zur  Extrusion  des  Eckzahns  benutzte  Hebelarm  ist  am  Eckzahn  nicht  einligiert  sondern  nur  angebunden.  Dies  garantiert,  dass  in  der  Sagittalen  nur  am  Molaren  durch  das  einwirkende  Pärchen  ein  Drehmoment  entsteht.    A)  Die  Ansicht  von  bukkal  zeigt  die  Kräfte  und  das  Pärchen,  die  vom  der  Feder  erzeugt  werden.    B)  Die  Ansicht  von  vorne  zeigt  die  zusätzlichen  Drehmomente  in  der  Transversalen,  die  an  den    Zähnen  aufgrund  der  Krafteinwirkung  bukkal    des  Widerstandszentrums  entstehen  (bukkaler  Kronentor-­‐que  am  Molaren,  lingualer  Kro-­‐nentorque  am  Eckzahn).  

Abb.  7  

16 LirTda~er a~zd Isaacson

A

)

}

B

B " . '" , ing designed to ~ ~ c ~ a ~ ! n ~ r facially. (A)Pas-

(B) Activation of at the molar to rotate it

force at the molar, and a

Figure 4. Frontal view of a spring designed to ex- trude a palatally impacted canine. (A) Passive spring extends from the molar auxiliary tube and crosses to the lingual through the canine site. The anterior end is occlusal to the canine. (B) Activation of the spring by tying it to the impacted canine creates a third-order couple at the molar, an intrusive force at the molar, and an extrusive force at the canine.

A wire ex tend ing f rom the app rop r i a t e molar auxiliary tube is bent to move the midline to the r ight or left. A small hook bent into the spr ing allows it to be c r imped over an existing arch wire or segment , or it may be tied to the arch wire or individual teeth. Passively, the spr ing is lateral to the incisors in the direction in which incisor m o v e m e n t is desired (Fig 7A). As the wire is activated, a second-order couple is deve loped in the mola r to rotate it mesiolin- gually (Fig 7B). T h e force system is similar to the occlusal view activation of the palatal ca- nine spr ing shown in Figure 5. Once again, it is of ten desirable to have a t ranspalatal arch in

place to minimize any unwan ted mola r move- ments. T h e forces will be directed laterally at the incisors and lingually at the molar .

Case JM (Fig 8) illustrates how an auxiliary midline spring can be used to help in correct- ing a midline discrepancy. In this case, the maxillary midline was moved to the r ight to coordinate it with the mand ibu la r arch. Ade- quate anter ior overjet on the pat ient 's left side was already presen t before the midl ine was co r rec ted . Midl ine d i sc repanc ies a re o f t en symptoms of more serious skeletal or dental asymmetr ies . Midline springs should not on their own be expected to resolve such complex asymmetr ies . In the context o f a c o m p r e h e n - sive t rea tment plan, however , they can of ten serve as a useful adjunct to, or substitute for, o ther methods of midline correct ion. These may inc lude a n t e r i o r i n t e r a r c h elastics o r skewed arch wires that are of ten associated with undesirable side effects that are difficult to control. A prerequis i te for aligning midlines in any or thodont ic pat ient is symmetr ic poste-

210 Lindauer, Isaacson, and Britto

1500 g-mm

B o

G: . / ' x . . ,

250 g-mm

250 g-mm

Figure 4. A long arm or cantilever used t o extrude a high canine. The wire is tied to the canine as a point contact, guaranteeing that a couple is only produced at the molar. Buccal view showing the forces and couple produced by the wire (A). Frontal view show- ing the forces and moments as felt by the teeth at their centers of resistance (black dots) (B).

momen t in a crown buccal- root palatal direc-

tion. The canine would similarly experience a

50 g extrusive force plus a 50 g × 5 mm, or 250

g-mm momen t in a crown palatal-root buccal

direction.

Three-Dimensional Force Systems

Two-dimensional models do not adequately ex-

plain the force systems developed by fully con-

toured arch wires inserted into molar and inci-

sor brackets. Because the molar and incisor

brackets are in different planes, wires activated

by bending act both in bending and in torsion at

the two attachment sites. Because wire proper-

ties differ in bending and torsion and because

different degrees of bending and torsion will

occur at each site, a bend placed halfway be-

tween molar and incisor brackets will not result

in equal and opposite couples. This problem has

been explored to some degree through finite

element modeling and the results have been

reported. 4,~ Effects will differ depending on arch

shape, wire material, and wire cross-sectional di-

mensions because these characteristics affect rel-

ative bending and torsional properties. To sim-

plify the discussion here, it will be assumed that

three-dimensional wires are inserted only into

molar or incisor brackets, but not both.

Despite the added complication of having a

three-dimensional wire curve out of the plane of

analysis into the third dimension, the require-

ments of static equilibrium in all planes of space

still apply. That is, the force systems expressed by

the wire will be in static equilibrium in each

plane of analysis. To fully understand the effects

of a three-dimensional wire, the force systems

must be viewed from both the lateral and frontal

aspects.

The Intrusion Arch

One commonly used appliance that is clearly

three-dimensional in nature is the intrusion

arch. Its effects are usually examined only from

the lateral view, but analysis from the frontal

aspect shows the importance of a three-dimen-

sional assessment.

Classically, as described by Burstone, 6,7 the

intrusion arch is inserted into the molar tubes

and tied to a series of points on an intermediate

anterior segment that engages the incisor brack-

ets. The anterior teeth are jo ined together by a

rigid or nonrigid segment. A tip-back bend at

the molar, with or without a helix added to

decrease the load-deflection rate, provides the

activation necessary to transmit an intrusive

Kritzler Biomechanik Handout 6

Page 7: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Die  am  Eckzahn  anliegende  extrusive  Kraft  beträgt  50g.  Das  Kräftegleich-­‐gewicht  bedingt,  dass  am  Molaren  ebenfalls  eine  intrudierende  Kraft  von  50  g  anliegt.  Wenn  die  Entfernung  zwischen  dem  Molarenschloss  und  dem  Eckzahnbracket  30mm  beträgt,  wird  durch  die  beiden  Kräfte  ein  Kräftepärchen  (Drehmoment)  von  1500g-­‐mm  erzeugt.  Das  Kräftepärchen,  welches    am  Molarenschloss  auftritt,  muss  gleichgroß  und  von  umgekehrter  Richtung  zu  dem  Pärchen  sein,  dass  durch  die  beiden  Kräfte  erzeugt  wird.  Weil  diese  Kraft  bukkal  in  5  mm  Entfernung  vom  Widerstandszentrum  des  Molaren  einwirkt,  wirkt  auf  den  Molaren  eine  intrudierende  Kraft  von  50g  plus  ein  Drehmoment  von  5x50=250gmm,  in  einer  Krone  nach  bukkal  Wurzel  nach  palatinal  weisenden  Drehrichtung,  ein.  Auf  den  Eckzahn  wirken  ähnlich  eine  extrusive  Kraft  von  50g  und  eine  Drehmoment  in  umgekehrter  Richtung,  also  Drehrichtung  der  Krone  nach  palatinal  Wurzel  nach  bukkal,  ein.  

 Abb.  8              

306 JCO/MAY 2013

Fig. 1 One-couple force system using cantilever spring for canine extrusion (dashed line = passive; solid line = activated). A. Equal and opposite forces (F) exerted on canine and molar with activation. Spring gen-erates couple in auxiliary tube (MC), equal to product of force exerted and distance between center of resistance (CRes) of molar and point of force application on canine (or product of force of couple and length of auxiliary tube). Because force does not pass through CRes of canine, it generates moment (MF). B. With force applied buccal to CRes, moment is generated on molar (MFp) and on canine (MFa). Net moment on molar equals MC!MFp.

A B

Fig. 2 Case 1. 13-year-old female patient with palatally impacted maxillary canines before treatment.

MFa

MFp

F

F

M

D

MF

MC

F

F

f

f

d

D

Kritzler Biomechanik Handout 7

Page 8: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

 

Wirkt  die  extrudierende  Kraft  auf  den  Eckzahn  nicht  durch  das  Widerstandszentrum  des  Eckzahns,  so  wird  neben  der  extrudierenden  Kraft  auf  den  Eckzahn  auch  am  Eckzahn  ein  Drehmoment  MF  erzeugt.  Am  Molaren  entstehen  zwei  Dreh-­‐momente:  das  Drehmoment  MC  in  sagittaler  Richtung,  welches  dem  Produkt  aus  der  Länge  des  Hebelarms  (vom  Widerstands-­‐zentrum  des  Molaren  bis  zum  Punkt  der  Kraftapplikation  am  Eckzahn)  und  der  Höhe  der  einwirkenden  Kraft  entspricht.  

Abb.  9              MC  kann  auch  berechnet  werden  als  Produkt  der  Kraft  des  Kräftepärchens  „f“  und  der  Länge  des  Hilfsröhrchens      (MC=fxd).  Das  zweite  Drehmoment  MF  entsteht,  da  die  einwirkende  Kraft  nicht  durch  das  Widerstandszentrum  des  Eckzahns  verläuft.  Da  die  Kraft  bukkal  des  Widerstandszentrums  verläuft  entsteht  ein  Drehmoment  MFp  am  Molaren  und  MFa  am  Eckzahn.  Das  Netto-­‐Drehmoment  am  Molaren  entspricht  MC-­‐MFp.  

Page 4 of 10 R. NANDA AND M. UPADHYAY

are a number of situations where we make use of such a force system:

1. A cantilever spring design (Figure 3) is the essential component of all appliances utilizing the one-couple force system. The most common application of such a design is utilized in ‘extrusion of an impacted canine’. It can also be used for uprighting of tipped teeth, intrusion, and retraction of anterior teeth etc. Figure 3 illustrates the mechanics involved when utilising a cantilever spring for canine extrusion. The mechanics shown applies to all one-couple force systems. Note how the spring is simply tied to the canine bracket and not inserted in the bracket slot so that there is only a single point of force appli-cation as opposed to the two-point contact in the molar auxillary tube.

2. An intrusion arch (Figures 4 and 5) works on the same principle as illustrated previously. It can be made out of 0.016!0.022-inch or 0.017!0.025-inch Connecticut beta titanium archwires. Alternatively preformed intru-sion archwires, the Connecticut Intrusion arch (Ultimate Wireforms, Bristol, Connecticut), fabricated from a nickel titanium alloy, which provides the advantage of shape memory, spring back, and light continuous force distribution can also be used (Nanda et al., 1998). The appliance set up includes two passive posterior (stabiliz-ing) units (usually the molars and premolars, bilaterally) and one active anterior unit (the intrusion arch). All the

units are stabilized with stiff or rigid segmented wires (0.019!0.025-inch stainless steel or higher dimension wires). Inclusion of as many teeth as possible in the pos-terior segment helps to minimize the side effects. The anterior segment that includes either two or four incisors is constructed with similar wires.

The intrusion arch is activated by placing a 30° gingival bend 2–3 mm mesial to the molar tubes so that the wire lies passively in the vestibular sulcus. Activation is done by bringing it occlusal and tying it to the anterior segment so that a point contact is established as opposed to placing it directly into the bracket slots as is done with the utility arch (Ricketts, 1976a,b). The intrusion arch can also be tied back or cinched to prevent flaring of the incisors if the intrusive force is being applied anterior to the centre of resistance (Cres) of the incisors. The reciprocal action of the intru-sion arch on the molars or the buccal segments is the extru-sion and/or distal tip back of the crowns. Recent evidence has shown that the intrusive force can be made so light so that those reactive forces on the anchor teeth remain well below the force levels needed for extrusion and tipping (Steenbergen et al., 2005). Therefore, the use of a head-gear to prevent side effects can be avoided. Additionally, low forces also help in minimising root resorption. On an average, after the initial activation period of 3–4 weeks, the intrusion arch should intrude 0.4–0.6 mm per month.

Two-couple force system

These force systems are established between two attachments when a wire is inserted in the bracket slots of two brackets/tubes. As the name suggests, these force systems involve forces and couples at both the attachments when a straight wire is placed in a pair of non-aligned brackets or when a bend is placed between two aligned brackets. Understanding the dynamics of this two-bracket unit is fundamental

Figure 3 A cantilever spring design for extrusion of a canine (a one-couple force system). The dotted line indicates the passive state of the spring, while the solid design shows it is in the activated state or in other words from this point onwards the spring will gradually undergo deactivation. The force (F) exerted on the canine and molar as per Newton’s third law is equal and opposite. The spring due to the activation generates a couple in the auxil-lary tube (Mc), where Mc = FXD (D is the distance between the Cres of the molar and the point of application of the force on the canine). Mc can also be calculated by the product of the force of the couple ‘f’ and the length of the auxillary tube (d), i.e. Mc = fxd. Because the force does not pass through the Cres of the canine, it generates a moment (Mf).

Figure 4 Mechanics of an intrusion arch to correct a deep bite. The forces and moments described are exactly similar to the one described in Figure 3.

by guest on September 17, 2013

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Page 9: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

 Abb.  10  

             A.  Seitliche  Ansicht  des  Kraft-­‐Systems  eines  Hebel-­‐Bogens,  der  einseitig  einligiert    (6er)  und  auf  der  anderen  Seite  (3er)  nur  angebunden  ist.  Wenn  der  Abstand  zwischen  dem  Molaren-­‐Röhrchen  und  dem  Knopf,  an  dem  der  Extrusions-­‐Bogen  angebunden  ist,  20  mm  beträgt,  wird  durch  eine  50g  starke  extrusive  Kraft  auf  dem  Eckzahn  eine  gleich  starke  intrusive  Kraft  auf  den  Molaren  übertragen.  Außerdem  entsteht  ein  1000  g/mm  starkes  Drehmoment  auf  den  Molaren,  das  diesen  durch/um  sein  Widerstandszentrum  nach  vorne  rotiert.  Wenn  das  Molarenröhrchen  4mm  lang  wäre,  würde    ein  Drehmoment    durch  ein  Kräftepaar  von  von  250  g/mm  mesial  des  Röhrchens  mit  Kraftrichtung  nach  oben  und  von  250  g/mm  distal  mit  Kraftrichtung  nach  unten  entstehen.    B.  Frontale  Ansicht  desselben    Kraftsystems.    Bedenke  die  bukko-­‐lingualen  (Torque)  Drehmomente,  die  durch  die  auf  den  Molaren  und  den  Eckzahn  einwirkenden  Kräfte  erzeugt  werden.  Wenn  das  Widerstandszentrum  des  

SrcnoN IV BrouEcH.q.urcs, MEcHnwrcs, AND CoNtruponeny OntnoooNrrc ApprraNcEs

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tied to one point of contact on the other, produces a determinate one-couple system in which the forces and moments can be knownprecisely. A, Lateral view of the force system created by a canti lever spring to extrude an impacted maxil lary canine. l f the distancebetween the molar tube and a bu t ton on the can ine to wh ich the spr ing is t ied is 20mm, p lac ing a 50gm ex t rus ive fo rce on the can inecreates a 50gm intrusive force on the molar and also a tooogm-mm moment to rotate the molar crown forward around i ts center ofres is tance. l f the molar tube is 4mm in length , the moment wou ld be c rea ted by a coup le w i th z5ogm force upward on the mes ia l endof the tube and z5ogm downward on the distal end. B, Frontal view of the same force system. Consider the bucco-l ingual (torque,;moments created by the force on the molar and canine. l f the center of resistance of the canine is 5mm l ingual to the button on i tscrown' a 5ogm extrusive force creates a 25ogm-mm moment to rotate the crown l ingually (which usually is not desired). At the morar,i f t h e c e n t e r o f r e s i s t a n c e i s 4 m m l i n g u a l t o t h e t u b e o n t h e b u c c a l s u r f a c e , t h e 5 o g m i n t r u s i v e f o r c e c r e a r e s a 2 o o g m - m m m o m e n tto rotate the crown facial ly. But i f the impacted canine is romm l ingual to the buccal surface of the molar, act ivat ing the spring arsotw is ts i t , c rea t ing a 5oogm-mm torqu ing moment to ro ta te the molar c rown l ingua l ly . The resu l t a t the molar i s a ne t 3oogm-mmmoment to to rque the molar c rown l ingua l ly and roo ts bucca l l y . l f the rec tangu lar spr ing were t ied in to a b racket on the canrne, amoment to torque i ts root facial ly could be generated, but the result ing two-couple system would be indeterminate-i t would no longerbe possible to know the forces and moments with certainty.

to move more than one tooth, the tooth movement segmentsimilarly must be tied so the teeth become a sinele unit.

Cantilever Spring ApplicationsCantilever springs are used most frequently to bring severelydisplaced (impacted) teeth into the arch (Figure 10-34).These springs have the advantage of a long range of action,with minimal decrease in force as tooth movement proceedsand excellent control of force magnitude. There are two dis-advantages: (1) As with most devices with a long range ofaction, cantilever springs do not fail safely. If they are dis-torted by the patient, significant tooth movement in thewrong direction is quite possible; (2) the moment of theforce on an unerupted tooth rotates the crown lingually asthe tooth is brought toward the occlusal plane, which is likely

to be undesirable. Although an additional force can be addedto overcome this, the system rapidly can become complex. Ifthe cantilever spring is tied into a bracket on the uneruptedtooth so that a couple can be created for better control, theforce system becomes statically indeterminate and forcemagnitudes are no longer known with certainty.

Auxiliary Intrusion/Extrusion ArchesThe major use of one couple systems is for intrusion, typi-cally of incisors that have erupted too much. For thispurpose, light force against the teeth to be intruded is criti-cal. An intrusion arch typically employs posterior (molar)anchorage against two or four incisors (Figure 10-35).Because the intrusive force must be light, the reaction forceagainst the anchor teeth also is light, well below the force

Kritzler Biomechanik Handout 9

Page 10: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Eckzahns  sich  5  mm  lingual  des  Knöpfchens  auf  seiner  Krone  befindet,  kann  eine  50  g  starke  extrusive  Kraft  ein  250  g/mmm  starkes  Drehmoment  erzeugen,  welches  die  Eckzahnkrone  nach  lingual  rotiert,  was  gewöhnlich  nicht  gewünscht  wird.  Am  Molaren  entsteht,  wenn  das  Widerstands-­‐zentrum  4mm  lingual  des  Molarenröhrchens  liegt,  ein  200  g/mm  starkes    Drehmoment,  welche  die  Krone  nach  bukkal  rotiert.    Wenn  der  retinierte  Eckzahn  10  mm  weiter  palatinal  als  die  bukkale  Fläche  des  Molaren  liegt,  wird  darüberhinaus  durch  Aktivierung  der  Feder  eine  Verdrehung  erzeugt,  aus  der    ein  500  g/mm  Drehmoment  entsteht,  welches  den  Molaren  nach  lingual  rotiert.      Als  Resultat  der  einwirkenden  Kräfte  verbleibt  am  Molaren  ein  300  g/mm  starkes  Drehmoment,  welches  die  Molarenkrone  nach  lingual  und  die  Wurzeln  nach  bukkal  kippt.  Wenn  der  rechteckige  Hebelarm  in  den  Bracketschlitz  des  Eckzahnbrackets  einligiert  werden  würde,  könnte  ein  Drehmoment  entstehen,  das  die  Eckzahnwurzel  nach  bukkal  rotiert.  Das  erzeugte  2  Pärchen  System  währe  jedoch  unbestimmbar  und  es  wäre  nicht  länger  möglich,  die  einwirkenden  Kräfte  und  Drehmomente  mit  Gewissheit  vorherzusagen.      Anwendungsbeispiele:  

 

   Abb.  11                                  Abb.  12  

2  Hebelarme  dienen  zur  Einordnung  von  13  und  23.  In  Bezug  auf  die  Okklusionsebene  wird  eine  Distorotation  und  eine  Translation  nach  bukkal  benötigt.  Um  das  Drehmoment  zu  erhöhen,  kommen  die  Hebelarme  von  bukkal  und  sind  aber  palatinal  befestigt.  Um  ein  Verrutschen  der  Ligatur  zu  verhindern,  ist  sie  mesial  mit  Adhäsiv  am  Zahn  befestigt.  

 

$

$$$ $$Hebelarm$zum$Diastemaschluss.$Behandlungsergebnis$nach$2$Monaten$$$

$$ $2$Hebelarme$dienen$zur$Einordnung$von$13$und$23.$$In$Bezug$auf$die$Okklusionsebene$wird$eine$Distorotation$und$eine$Traslation$nach$bukkal$benötigt.$Um$das$Drehmoment$zu$erhöhen,$kommen$die$Hebelarme$von$bukkal$und$sind$aber$palatinal$befestigt.$Um$ein$Verruschen$der$Ligatur$zu$verhindern$ist$sie$mesial$mit$Kunststoff$am$Zahn$befestigt.$$

$$$$$$$$$$$ $$Nach$fortgeschrittener$Distorotation$erfolgt$ein$Neupositionierung$der$Hebelarme$durch$Aufkleben$von$bukkalen$Kraftansatzpunkten$(Brackets).$$$

or other means .

6. Statically Determinate Systems - General rules for clinical application

or other means .

6. Statically Determinate Systems - General rules for clinical application

or other means .

6. Statically Determinate Systems - General rules for clinical application

or other means .

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or other means .

6. Statically Determinate Systems - General rules for clinical application

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

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$

$$$ $$Hebelarm$zum$Diastemaschluss.$Behandlungsergebnis$nach$2$Monaten$$$

$$ $2$Hebelarme$dienen$zur$Einordnung$von$13$und$23.$$In$Bezug$auf$die$Okklusionsebene$wird$eine$Distorotation$und$eine$Traslation$nach$bukkal$benötigt.$Um$das$Drehmoment$zu$erhöhen,$kommen$die$Hebelarme$von$bukkal$und$sind$aber$palatinal$befestigt.$Um$ein$Verruschen$der$Ligatur$zu$verhindern$ist$sie$mesial$mit$Kunststoff$am$Zahn$befestigt.$$

$$$$$$$$$$$ $$Nach$fortgeschrittener$Distorotation$erfolgt$ein$Neupositionierung$der$Hebelarme$durch$Aufkleben$von$bukkalen$Kraftansatzpunkten$(Brackets).$$$

or other means .

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Page 11: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Einstellen  der  Eckzähne  in  den  Gaumen    unter  Schonung    der  Wurzeln  der  Schneidezähne    

 

Ein  Composite  Hebelarm  aus  .016  x  .022  TMA  übt  eine  reine  verti-­‐  kale  Kraft  auf  einen  verlagerten  Eckzahn  aus.  Der  Hebelarm  wurde  aufgrund  der  engen  räumlichen  Beziehung  zwischen  Eckzahn-­‐  krone  und  Schneidezahnwurzeln  erforderlich.

Abb.  13                  Die  Elongation  und  Retraktion  der  Eckzähne  kann  auch  mit  Elastics  oder  Zug-­‐Federn  bewirkt,  die  zum  TPA  gespannt  werden.                                          

$

Da$TMA$sich$am$besten$schweißen$läßt$bestehen$die$meisten$Composite$

Hebelarme$aus$einem$steiferen$Anteil$aus$.017$x$.025$TMA$und$einem$

elastischen$Anteil$aus$.018$TMA$rund.$Sie$können$jedoch$auch$aus$einem$

.018,$.016$x.022$oder$.017$x.025$TMA$Teilbogen$bestehen$der$an$einen$LLA$

oder$TPA$aus$TMA$angeschweißt$worden$ist.

$

Die$Hebelarme$können$auf$einfache$Weise$$Kraftvbektoren$erzeugen,$die$

sich$mit$anderen$Mitteln$kaum$generieren$lassen.$

$

$$$$ $

$

$

$

$$$$$ $

Zwei$Composite$Hebelarme$sind$an$einen$TPA$angeschweißt$und$werden$

mit$zwei$Power$Armen$verbunden,$die$von$den$beiden$Frontzansegmenten$

ausgehen.$

$

$

Ein$Composite$Hebelarm$aus$.016$

x$.022$TMA$übt$eine$reine$verti]

kale$Kraft$auf$einen$verlagerten$

Eckzahn$aus.$Der$Hebelarm$wurd$

aufgrund$der$engen$räumlichen$

Bezeihung$zwischen$Eckzahn]

krone$und$Schneidezahnwurzeln$

erforderlich.$

$

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

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Kritzler Biomechanik Handout 11

Page 12: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Spezialfedern    Kilroy    I  Spring  für  palatinal  verlagerte  Eckzähne    

             

 Abb. 14

Die von der Kilroy-Feder erzeugte Kraft lässt sich einfach regulieren, indem der vertikale Loop vom impaktierten Zahn weg (höhere Kraft) oder zu ihm hin (geringere Kraft) gebogen wird (a). Die Kilroy-Feder kann expandiert oder verengt werden, um in die vorhandene Zahnbogenlücke zu passen, wo der impaktierte Zahn fehlt, oder um eine leichte Kraft zur Öffnung beziehungsweise zum Schließen dieser Lücke zu erzielen (b).

               

Installing a Kilroy I spring to assist the eruption of a palatally impacted tooth

1 With a utility plier such as a Weingart, pinch the helices at both ends of the spring and close slightly.��������

2 Thread the Kilroy I onto the archwire (see note) with the vertical loop to the buccal and extending to the occlusal.������

3 Position the Kilroy I so that the terminal helices extend beyond the bracket or the teeth adjacent to the site for the impacted tooth. �����

4 Tie the archwire in place - tightly.

5 To activate the Kilroy, run a stainless steel ligature through the helix of the vertical loop.������ Direct the loop in the direction of the impacted tooth and tie to the receiving attachment on the impacted tooth. ����

6 Re-tie, as necessary, to bring the impacted tooth into position.

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

Fig. 4

Fig. 5

Note: The Kilroy I uses support from the teeth adjacent to the im-paction site to generate its activation force. A rectangular archwire, 017 x 025 minimum is required to resist undesirable forces on these abutment teeth. In addition, these teeth must be tied in with stain-less steel ligatures. Do Not use elastic ligatures.

Installing a Kilroy I spring to assist the eruption of a palatally impacted tooth

1 With a utility plier such as a Weingart, pinch the helices at both ends of the spring and close slightly.��������

2 Thread the Kilroy I onto the archwire (see note) with the vertical loop to the buccal and extending to the occlusal.������

3 Position the Kilroy I so that the terminal helices extend beyond the bracket or the teeth adjacent to the site for the impacted tooth. �����

4 Tie the archwire in place - tightly.

5 To activate the Kilroy, run a stainless steel ligature through the helix of the vertical loop.������ Direct the loop in the direction of the impacted tooth and tie to the receiving attachment on the impacted tooth. ����

6 Re-tie, as necessary, to bring the impacted tooth into position.

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

Fig. 4

Fig. 5

Note: The Kilroy I uses support from the teeth adjacent to the im-paction site to generate its activation force. A rectangular archwire, 017 x 025 minimum is required to resist undesirable forces on these abutment teeth. In addition, these teeth must be tied in with stain-less steel ligatures. Do Not use elastic ligatures.

Kritzler Biomechanik Handout 12

Page 13: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Kilroy  II  Spring  für  bukkal  verlagerte  Eckzähne    

 Abb.  15             Abb.  16  

           

 Abb.  17                                          Abb.  18          

 Abb.  19    Die  Seitenarme  der  Kilroy  II  Feder  sollten  adjustiert  werden,  um  inzisal  der  Brackets  einen  guten  Kontakt  zu  den  Bukkalflächen  der  2er  und  4er  zu  erhalten.  Der  umlaufende  Bogen,  auf  den  die  Kilroy  II  Feder  aufgeschoben  wird,  sollte  am  2er  und  4er  mit  Stahlligaturen  befestigt  werden.  

The Kilroy II auxiliary requires much more attention to detail and adjustment duringinstallation than the Kilroy I. As the Kilroy II produces eruptive force for an impactedtooth through a cantilever, anchorage must be balanced to prevent the Kilroy II fromrotating either lingually (impinging gingival tissue) or labially (rolling out into theocclusion).

Step 3. Slip the auxiliary over a rectangular arch wire with the wire running through both end loops and bothsingle coil helices. Then place the assembly intraorally with an end loop and single helix on eitherside of each tooth that is supporting the auxiliary adjacent to the impacted tooth.

Step 1. Close the two end loops at the extremes of the auxiliary using a Weingart utility or bird-beak pliers.

Step 2. Adjust the portion of the Kilroy II that contacts the incisal portion of the teeth adjacent to theimpacted tooth to maintain proper incisal contact and to prevent adverse rotationof the auxiliary into the gingival tissues or out into the occlusion.

Kilroy II adjusted with bird-beak to improve incisalcontact

Lateral arms prior toadjustment

Afteradjustment

Kilroy II - Placement Instructions

Proper lateralarm / incisalcontact

No incisal contact -lateral arm needsadjustment

Kilroy II on rectangulararch wire

The Kilroy II auxiliary requires much more attention to detail and adjustment duringinstallation than the Kilroy I. As the Kilroy II produces eruptive force for an impactedtooth through a cantilever, anchorage must be balanced to prevent the Kilroy II fromrotating either lingually (impinging gingival tissue) or labially (rolling out into theocclusion).

Step 3. Slip the auxiliary over a rectangular arch wire with the wire running through both end loops and bothsingle coil helices. Then place the assembly intraorally with an end loop and single helix on eitherside of each tooth that is supporting the auxiliary adjacent to the impacted tooth.

Step 1. Close the two end loops at the extremes of the auxiliary using a Weingart utility or bird-beak pliers.

Step 2. Adjust the portion of the Kilroy II that contacts the incisal portion of the teeth adjacent to theimpacted tooth to maintain proper incisal contact and to prevent adverse rotationof the auxiliary into the gingival tissues or out into the occlusion.

Kilroy II adjusted with bird-beak to improve incisalcontact

Lateral arms prior toadjustment

Afteradjustment

Kilroy II - Placement Instructions

Proper lateralarm / incisalcontact

No incisal contact -lateral arm needsadjustment

Kilroy II on rectangulararch wire

Step 4. Use steel ligatures to seat arch wire in brackets adjacent to impacted tooth.

Step 5. Place a stainless steel ligature through the bonded attachment on the impacted tooth. (Attachmentchoices include gold chain, direct bond button or eyelet.) Then insert the ligature under the archwire and through the helix of the vertical loop. Direct the vertical loop towards the impactedtooth and tie the ligature to hold it in place.

Steel ligatures

Important

Direct the ligature under the arch wire, otherwise the auxiliary will tend to rotate up and into the occlusion.

Anchorage with the Kilroy II is derived from the rectangular arch wire.

It is important to ensure that the Kilroy II does not tip into the gingival tissues. If the auxiliary is not balanced,untie it and adjust the lateral arms to provide more contact on the incisal portion of the adjacent teeth.

Patients must be seen more frequently with the Kilroy II to check for tissue impingement and to correct anycontact of the arch wire by either the erupting tooth or the auxiliary, which could prevent additional movement.

A M E R I C A NO R T H O D O N T I C S

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Page 14: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Ballista  Spring    

 Abb.  20  Die  Ballista  Spring  aus  rundem  Stahldraht  wird  auf  den  Stabilisierungs-­‐bogen  aufgebunden  

 Abb.  21                Die  Drahtligaturen  zu  den  freilegten    Eckzähnen  werden  an  der  Stelle  durch  den  Lappen  geführt  an  dem  der  Loop  mit  seiner  360  Grad  Biegung  den  Gaumen  berührt,  also  nicht  durch  die  Alveole.    

 Abb.  22            Eingebundene  Ballista  Federn  

Case #1 bilateral maxillary palatal canine impaction

Fig. 1.1. A case of bilaterally impacted maxillary canines, following initial alignment and immediately prior to surgery, the auxiliary labial arch has bilateral vertical loops, is ligated in its passive mode and in piggy-back fashion over the heavy round main arch.

Fig. 1.2. The long vertical loops do not interfere with the surgeon’s access. Deciduous canines are removed and the most conveniently accessible crown surfaces minimally exposed on both canines. On the right side, the newly bonded (by the orthodontist!) eyelet may be seen with its steel twisted ligature hanging free under the flap. On the left side, the homologous twisted ligature has been deliberately pierced through the apposed flap at a point immediately opposite the bonded attachment on the tooth.

Fig. 1.3. A few days later, the patient has attended only to remove the sutures and to check that all is well. The vertical loops of the auxiliary labial archwire are seen in their activated mode, held lightly in position against the palatal mucosa on each side, by turning the twisted ligatures into hooks after passing them through terminal helices of the vertical loops - at the time of surgery. Note the presence of over-sized stainless steel tube threaded on to the main arch on each side and ligated between lateral incisor and first premolar, which is holding the increased canine space in the initial phase.

There are several techniques for achieving the vertical resolution of the palatally impacted canine and probably the most efficient and user-friendly device, is the auxiliary labial wire (Fig. 1.1).6 It does not require any special preparation, no additional attachments, no palatal arches, soldering or other laboratory procedures. The auxiliary wire may be simply fabricated chairside from a preformed archwire blank of round 0.016” hard stainless steel wire and ligated into the brackets in piggy-back style over or under the existing passive base arch and into one of the molar tubes. Although the archwire is ligated on the labial side, its vertical loop will be turned across the space in the arch that has been prepared for the canine and its terminal helix engaged in the canine attachment ligature at a carefully pre-determined point in the midpalate (Fig. 1.2, 1.3). It is from this point that the traction force will be directed to draw the tooth in a downward movement, and it is at this point in the palatal area that the tooth will erupt. Once erupted, the canine will have an uninterrupted and direct line to its place in the dental arch (Fig. 1.4-1.8).

Kritzler Biomechanik Handout 14

Page 15: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Die  Bogenenden  der  Ballista  Spring  haben  eine  charakteristische  Form:    a)  entweder  wird  das  Bogenende  umgebogen  und  zurückgeführt    

     Abb.  24                          Abb.  25    Das  Convertible  wird  am  6er  entfernt  und  das  umgebogenen  Bogenende  von  hinten  durch  das  Headgearröhrchen  geführt,  bevor  der  Bogen  am  6er  einligiert  wird    b)  oder  es  werden  an  den  6ern  Step-­‐Biegungen  nach  außen  angebracht    

 Abb.  26                

Bei  der  von  Becker  angewandten  Technik  wird  der  Zahn  zunächst  palatinal  zum  Durchbruch  gebracht,  indem  eine  haupt-­‐sächlich  extrudierende  Kraft  auf  ihn  einwirkt  und  anschließend  nach  außen  bewegt.  

 

 Abb.  27              

Ein  auf  den  umlaufenden  Bogen  geschobenes  der  Bogenform  angepasstes  dünnes  Stahl-­‐Röhrchen*  hält  den  Abstand  zwischen  dem  seitlichen  Schneide-­‐zahn  und  dem  Prämolaren.    *  lieferbar  durch:  Ortho-­‐Care  (UK)  Ltd  1  Riverside  Estate,  Saltaire  .  West  Yorkshire,  BD17  7DR,  Great  Britain    

Hohlt/Silberstein „Mausefalle“290 !

Kieferorthopädie 2010;24(2):289–292

Position wieder einzunehmen, und übt dabei eine Extrusionskraft aus. Diese okklusal-vestibuläre Kraft sollte etwa 1,5 N betragen. Falls der Eckzahn näher zur Gaumenmittellinie steht, sollte man einen run-den Edelstahlbogen (16er) verwenden, der gegen-über dem Biegemoment an der vertikalen Schlaufe resistenter ist (Abb. 4a bis e). Wegen der rasch fort-schreitenden Extrusion muss der Patient unbedingt engmaschig überwacht werden.

Das beschriebene Konzept kann nicht nur beid-seitig für retinierte obere und untere Eckzähne (Abb. 4a bis e und 5a bis d), sondern auch für andere retinierte Zähne genutzt werden. Bei dem hier vor-gestellten Patienten wurde die Schlaufe im Oberkie-fer mehrfach neu einligiert. Die Eruption des oberen Eckzahns dauerte etwa fünf Monate.

Eine alternative Behandlungsmethode wäre ein Extensionsbogen aus einer Beta-Titanlegierung [TMA,

Abb. 1 Ende eines „Mausefallen“-Bogens. Abb. 2 Detailansicht eines „Mausefallen“-Bogens in situ.

Abb. 3a bis d „Mausefallen“-Bogen vor der Aktivierung (a) und direkt danach (b), nach vier Wochen (c) und nach einer Behandlungszeit von insgesamt 24 Monaten (d).

a

c

b

d

brackets piggyback style over the heavy base arch, immediately priorto surgical exposure. (d) Following full flap closure, the vertical loopwas gently raised and turned inwards, with its helix secured into theterminal hook of the pigtail.

This is a particularly useful method for use with a bilateralimpaction, when two different loops will need to be inserted into thearchform. Used without a base arch, as has been recommendedelsewhere [83, 84], it will extrude the adjacent teeth and thereby alterthe occlusal plane. It will move the molars buccally and additionallywill alter the horizontal arch form in the incisor area. A base arch istherefore mandatory. In the construction of the ballista and auxiliary labial wire, it isimportant to calculate the length of the active arm in advance. This

530 Kornhauser et al. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics November 1996

Fig. 2. Lateral view of spring auxiliary arch wire ligated over main arch wire, in its passive, vertical position, immediately before surgery (Jan. 25, 1994). Note steel tubing holding canine space.

Fig. 3. Occlusal view of same.

to the canine bracket on the contralateral side. However, the auxiliary is more secure and more convenient to use in practice if extended from the molar tube on one side to the molar tube on the other. In the event that the brackets are too shallow to take an auxiliary wire, it may be tied to their buccal aspects with ligature wire, with equal effect and it may be inserted into a spare headgear tube on the molar bands or simply tied to the outer surface of an already occupied, single tube (Fig. 2).

Once the auxiliary is ligated into place, the vertical loop will be in its passive mode, pointing vertically downward toward the mandibular sulcus (Figs. 2 and 3). In this position, it is clear of the surgical field, should not interfere with the activities of the oral surgeon in any way, and the exposure of

the palatal canine may proceed unhindered (Fig. 4). An attachment, carrying an 0.012-inch stainless steel ligature wire, is bonded and the palatal flap is sutured back in its place. The end of the ligature, in the form of a twisted pigtail, remains exposed to provide the needed access to the tooth. Traction may then proceed immediately, is

To achieve this, the vertical loop is carefully and gently turned palatally across the space in the arch reserved for the canine and upward toward the palatal mucosa, using light finger pressure (Fig. 5). The 0.012-inch ligature pigtail is seized with a pliers and bent over to securely ensnare the helical extremity of the vertical loop. Extrusive force has now been applied to the impacted canine.

In order not to apply excessive pressure, which is

Kritzler Biomechanik Handout 15

Page 16: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Die  Bewegung  nach  außen  kann  mit  NiTi  Bögen  erfolgen,  die  entweder  einfach  als  umlaufende  Bögen  mit  aufgeschobener  open  coil  (2Bracketbreiten  breiter  als  die  Lücke)    gebraucht  werden,  oder  als  Piggy  back  Teilbögen  Verwendung  finden.    

 

 NiTi  Teilbogen  von  5-­‐5  als  Piggy  Back  zur  Einstellung  von  13  und  23  

Abb.  28        Verwendung  von  NiTi  Drähten  zur  vertikalen  Einstellung        

 

Analyse  der  Kräfte  und  der  Drehmomente  innerhalb  der  Drei-­‐Bracket-­‐Beziehung.    

Am  hochstehenden  Eckzahn  können  aus-­‐schließlich  vertikale  Kräfte  beobachtet  werden,  Drehmomente  und  horizontale  Kräfte  heben  einander  auf.  Als  Nebenwirkung    intrudierende  Kräfte  auf  die  Nachbarzähne.

Abb.  29                

An  den  beiden  seitlichen  Brackets  kommt  es  neben  den  oben  beschriebe-­‐nen  Drehmomenten  und  vertikalen  Kräften  zu  jeweils  einer  nach  lateral  gerichteten  horizontalen  Kraftkomponente.  Resultierend  kommt  es  am  mittleren  Bracket  zum  Auftreten  von  2  extrusiven  Kräften  sowie  von  2  entgegengerichteten  und  somit  einander  aufhebenden  horizontalen  Kräften.  Die  beiden  Drehmomente,  eines  im  und  eines  gegen  den  Uhrzeigersinn,  heben  einander  ebenfalls  auf.  Somit  kommt  es  hier  zu  einer  reinen  Extrusion  des  Zahnes.  

Als  Grund  für  die  Entstehung  dieser  horizontalen  Kräfte  konnte  ein  Klemmen  aufgrund  der  elastischen  Deformation  des  Drahtes  im  Bereich  der  seitlichen  Brackets  ermittelt  werden.  Dieser  Klemmvorgang  entspricht  dem  Binding-­‐Effekt  und  wirkt  der  vertikalen  Bewegung  des  mittleren  Brackets  entgegen.  Solange  Binding  existiert,  solange  wirken  diese  

Fig. 1.4. Four months later, both canines have erupted through the palatal mucosa – although sometimes it is necessary to perform a simple “circumcision” if the very bulging canines do not make their own way through the tough mucosa.

Fig. 1.5. New eyelets are bonded to the mid-buccal aspect of the canines and initially drawn by elastic thread to the main archwires to improve the accessibility of the eyelets to a continuous labial arch. N.B. the steel tube canine space maintainers are still in place on the main arch and additionally act to maintain the archform against the pull on the canines.

Fig. 1.6. A month later, an auxiliary 0.012” Nickel-Titanium aligning wire is threaded through the eyelets, under the main arch.

Dabei handelt es sich um eine Komponente der Friktion, welcheder bogengeführten Zahnbewegung entgegenwirkt. Die anderenKomponenten werden als klassische Friktion und als Notchingbezeichnet [9].Die klassische Friktion wird durch den materialbedingten Frik-tionskoeffizienten der sich berührenden Materialien und dievon der Ligatur ausgeübte Normalkraft hervorgerufen. Sie bleibtdurch alle Stadien der Zahnbewegung konstant [10].Durch zunehmende Angulation des Zahnes entsteht ein Winkelzwischen Draht und Bracketslot, welcher bei Berührung der ge-genüberliegenden Slotwände als „kritischer Kontaktwinkel fürBinding“ bezeichnet wird und vor allem mit der Draht- und Bra-cketgeometrie (Bracketbreite, Slotgröße, Slotform) in Zusam-menhang steht [11]. Es kommt zu einer elastischen Deformationund der Draht kann nicht mehr frei durch den Bracketslot glei-ten [12]. Erhöhte Kräfte müssen eingesetzt werden, um nocheine Bewegung des Zahnes zu erreichen [8, 13].Das Ausmaß dieser elastischen Verformung steht in direktemproportionalem Zusammenhang mit der Kraft, die der Bewe-gung aufgrund des Bindings entgegengesetzt wird. Somit nimmtdie Bindingkomponente linear mit ansteigender Bracket/ Bo-gen-Angulation zu [8]. Die Starrheit des Drahtes beeinflusst sig-nifikant das Ausmaß des Bindings [14], wohingegen die verwen-dete Ligatur keine Auswirkungen zu haben scheint [15]. Wirdder kritische Kontaktwinkel weiter überschritten, kommt es amDraht durch die Berührung der Slotkanten zu einer permanen-ten Deformation, beziehungsweise Einkerbung, dem so genann-

ten Notching [11, 16]. Es kann keine Bewegung mehr entlang desBogens stattfinden, außer es kommt beispielsweise durch auf-tretende Kaukräfte zu einer Anhebung des Bogens aus dem Bra-cketslot und somit zu einer Entlastung. Klinisch wird dieses Phä-nomen vor allem dann relevant, wenn sich das Bracketmaterialals bedeutend härter als das Bogenmaterial erweist [16, 17].Um die auftretenden Kräfte und Drehmomente innerhalb einerDrei-Bracket-Beziehung nachvollziehen zu können, wird diesein zwei Zwei-Bracket-Beziehungen (Stufenbeziehungen) nachBurstone [18] unterteilt (!" Abb. 2). Durch das Einfügen des Drah-tes in nur ein Bracket (einseitig eingespannter Hebel) und die Ak-tivierung des Drahtes zum zweiten Bracket (ohne den Draht ein-zulegen) wird daraus ein statisch bestimmbares Kraftsystem. Da-mit können die vertikalen Kräfte sowie die Drehmomente ermit-telt werden, nicht aber die horizontalen Kräfte, die ausschließlichals Produkt des Bindings angesehen werden müssen.In der ersten 2-Bracketbeziehung (!" Abb. 2 a) wirken am linkenBracket eine Intrusion sowie ein Drehmoment gegen den Uhr-zeigersinn. Am rechten Bracket zeigen sich eine extrudierendeKraft und ein Drehmoment gegen den Uhrzeigersinn.In der zweiten Stufenbeziehung (!" Abb. 2 b) wirken am linkenBracket eine Extrusion sowie ein Drehmoment im Uhrzeiger-sinn. Am rechten Bracket zeigen sich eine intrudierende Kraftund ein Drehmoment im Uhrzeigersinn.Zusammengefasst und unter Berücksichtigung der durch dasBinding hervorgerufenen horizontalen Kraftkomponenten kön-nen innerhalb der Drei-Bracket-Beziehung folgende Kräfte undDrehmomente beobachtet werden (!" Abb. 2 c): An den beidenseitlichen Brackets kommt es neben den oben beschriebenenDrehmomenten und vertikalen Kräften zu jeweils einer nach la-teral gerichteten horizontalen Kraftkomponente. Resultierendkommt es am mittleren Bracket zum Auftreten von 2 extrusivenKräften sowie von 2 entgegengerichteten und somit einanderaufhebenden horizontalen Kräften. Die beiden Drehmomente,eines im und eines gegen den Uhrzeigersinn, heben einanderebenfalls auf. Somit kommt es hier zu einer reinen Extrusiondes Zahnes.Als Grund für die Entstehung dieser horizontalen Kräfte konnteein Klemmen aufgrund der elastischen Deformation des Drahtesim Bereich der seitlichen Brackets ermittelt werden. DieserKlemmvorgang entspricht dem Binding-Effekt und wirkt dervertikalen Bewegung des mittleren Brackets entgegen. SolangeBinding existiert, solange wirken diese horizontalen Kräfte[19].Um diese horizontalen Kräfte quantifizieren und somit demPraktiker eine Vorstellung der auftretenden Kraftgrößen vermit-

Abb. 1 Drei-Bracket-Beziehung mit durchgehendem superelastischemBogen.

a b c

Abb. 2 Analyse der Drei-Bracket-Beziehung. a Entstehende Kräfte und Drehmomente in der ersten Stufenbeziehung. b Entstehende Kräfte und Drehmo-mente in der zweiten Stufenbeziehung. c Analyse der Kräfte und Drehmomente innerhalb der Drei-Bracket-Beziehung. Am hochstehenden Eckzahn könnenausschließlich vertikale Kräfte beobachtet werden, Drehmomente und horizontale Kräfte heben einander auf.

Originalarbeit 49

Schwarz K et al. Praktischer Nutzen und … Inf Orthod Kieferorthop 2007; 39: 48 – 52

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Kritzler Biomechanik Handout 16

Page 17: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

horizontalen  Kräfte.  

Der praktische Nutzen dieser Drei-Bracket-Beziehung besteht im klinischen Einsatz während der Nivellierungsphase. Das beschriebene Phänomen kommt vor allem im Falle von hochstehenden, bukkal ausgeblockten Eckzähnen zum Tragen, da diese horizontalen Kräfte eine Lückenöffnung bewirken, wodurch das Einreihen dieser verlagerten Zähne erst ermöglicht wird.

Abb.  30            

Das  Einligieren  eines  hochstehenden  Eckzahns  in  eine  Straight  Wire  Apparatur  kann  jedoch  zur  Kippung  der  Okklusionsebene  im  Frontzahnbereich  führen.

Die Nebenwirkungen auf die benachbarten Zähne sollten deshalb genau beobachtet werden. Gegebenenfalls muss durch den gleichzeitigen Einsatz von vertikalen Gummizügen oder Verwendung des NiTi Bogens als Piggy Back Bogen den Nebenwirkungen entgengen-gewirkt werden.

Abb.  31              

 

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24 Shroff and Lindauer

1

r

Figure 12. Clinical example of a cantilever used to

erupt a canine in the maxillary arch.

bypass ing the can ines w o u l d have b e e n r ecom-

m e n d e d to avoid the s ide effect observed .

Conclusion

St ra igh t wire m e c h a n i c s can o f t en be used to

achieve the t o o t h m o v e m e n t s d e s i r e d d u r i n g

o r t h o d o n t i c level ing a n d a l igning . F lex ib le wires

tha t m a i n t a i n the i r ac t iva t ion over l o n g p e r i o d s

o f t ime, c o m b i n e d with p r e a d j u s t e d app l i ances

tha t r e d u c e the n e e d fo r in t r i ca te wire b e n d i n g ,

m a k e use o f this m e t h o d o f a l i g n m e n t conve-

n i e n t a n d at tract ive. I t is i m p o r t a n t , however , to

u n d e r s t a n d the m e c h a n i c s i n v o l v e d a n d to rec-

o g n i z e w h e n s t r a i g h t wires will n o t ach i eve

a d e q u a t e resul ts . Ana lys i s o f t o o t h - t o - t o o t h re-

l a t i o n s h i p s will a id in i d e n t i f y i n g b r a c k e t ge-

o m e t r i e s r e s u l t i n g in c o n s i s t e n t a n d incons i s -

t e n t f o r c e systems. In s o m e cases, i n s e r t i o n o f

s t r a i g h t wires m a y r e s u l t in u n d e s i r a b l e s ide

ef fec ts t h a t c o u l d p r o l o n g ove ra l l t r e a t m e n t

t ime a n d / o r c o m p r o m i s e t he f ina l o r t h o d o n -

t ic o u t c o m e a c h i e v e d .

Figure 11. Schematic representation of the tbrce sys-

tem resulting from insertion of a straight wire in a high buccal canine on the right side of the arch (A). Frontal view showing the development of a cant of the

anterior occlusal plane (B). Schematic representation of a straight wire and a bypass arch wire used simul- taneously to erupt a canine (C).

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Figure 12. Clinical example of a cantilever used to

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Conclusion

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anterior occlusal plane (B). Schematic representation of a straight wire and a bypass arch wire used simul- taneously to erupt a canine (C).

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Figure 11. Schematic representation of the tbrce sys-

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anterior occlusal plane (B). Schematic representation of a straight wire and a bypass arch wire used simul- taneously to erupt a canine (C).

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Kritzler Biomechanik Handout 17

Page 18: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Verwendung  von  Elastiks  zur  Eckzahneinstellung

 

 Abb.  32                                                                                                                    Abb.  33  

             Bei  der  Verwendung  von  Elastics  kann  durch  den  gleichzeitigen  Einsatz    von  mehreren  Monkey  Hooks  (American  Orthodontics,    Sheboygan  USA)  der  Zug  in  unterschiedliche  Richtungen  erfolgen  und  somit  ein  Kraftvektor  eingestellt  werden.                                      

Bowman Keinen Unfug mehr mit impaktierten Eckzähnen28 !

Kieferorthopädie 2011;25(1):27–36

Edelstahlligatur verwendet, um das freie Ende des Monkey-Hook am Bracket eines Nachbarzahns der Freilegungsstelle zu befestigen. Dies stabilisiert den Haken bis Kräfte darauf einwirken. Daher kann ein Teil des Monkey-Hooks nach der Freilegung aus der Gingiva herausragen und es können verschiedene mechanische Kräfte appliziert werden (Abb. 3).

! Möglichkeiten der Krafteinleitung

Bei palatinal impaktierten Eckzähnen ist es wichtig, die Eruption des betroffenen Zahns an den Wur-

Abb. 1a bis c Beim Monkey-Hook handelt es sich um einen S-förmigen Abschnitt, der mit einem Loop-Button mit Klebebasis verbunden ist. Dieses Hilfselement wird direkt auf impaktierte oder rotierte Zähne gebondet, um zusätzliche gerichtete Kräfte über intermaxilläre Züge, superelastische Federn oder Elastikketten bzw. -fäden ausüben zu können (a und b). Die Idee stammt von einem Geschicklichkeitsspiel für Kinder (c).

Abb. 2a und b Monkey-Hooks können miteinander zu Ketten verbunden werden.

Abb. 3a bis c Monkey-Hooks können an einem auf einem bukkal oder palatinal impaktierten Zahn aufgeklebten Loop-Button befestigt werden (a). Elastikketten, von den Monkey-Hooks zu den Brackets an den Nachbarzähnen eines impaktier-ten Zahns gespannt, erzeugen lateral beziehungsweise vertikal gerichtete Kräfte (Katapulteffekt) (b). Intermaxilläre Züge, die vom Gegenkiefer gehalten werden, können an einem dritten Monkey-Hook befestigt werden, um eine vertikale Eruptions-kraft zu erzeugen (c).

a b

c a b

a b c

zeln der Nachbarzähne vorbei zu steuern, um das Risiko von Wurzelresorptionen zu verringern. In manchen Fällen muss der Zahn zunächst nach pa-latinal oder distal bewegt werden, bevor er lateral bewegt werden kann. Außerdem sollte zunächst eine okklusale Eruption dieser Zähne angestrebt werden, bevor der Zahn lateral in den Zahnbogen eingegliedert wird. Da der Schmelz der Zahnkrone natürlich nicht von Desmodont umgeben ist, ist es nahezu unmöglich, die Krone durch den Kno-chen zu bewegen. Folglich erleichtert die vertikale Eruption des Zahns, bei der die Krone aus dem sie stützenden Knochen frei kommt, die spätere Seitwärtsbewegung.

Kritzler Biomechanik Handout 18

Page 19: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Aufrichtung  von  Eckzähnen    Aufrichten  des  Eckzahns  mit  einem  umlaufenden  Bogen

Zur  Aufrichtung  eines  nach  distal  gekippten  Eckzahns  wird  sehr  häufig  ein umlaufender  Bogen  benutzt.  Das  für  die  Aufrichtung  erforderliche  Drehmoment  wird  durch  den  Winkel  zwischen  Bogen  und  Bracketschloss  erzeugt.  Eine  derartige  Behandlungsapparatur  erzeugt  jedoch  vertikale  Kräfte,  die  auf  die  Frontzähne  extrudierend  und  die  Seitenzähne  intrudier-­‐end  wirken.  Dies  ist  in  der  Regel  inkonsistent  mit  dem  Behandlungsziel.

 Abb.  34                                      Abb.  35  

             Wenn  ein  umlaufender  Bogen  zur  Aufrichtung  des  nach  distal  gekippten  Eckzahns  eingesetzt  wird,  werden  als  unerwünschte  Nebenwirkung  die  Frontzähne  extrudiert  und  die  Seitenzähne  intrudiert.  Tatsächlich  wird  das  Pärchen,  welches  im  Bracketschloss  des  Eckzahnbrackets  generiert  wird,  durch  vertikale  Kräfte  equilibriert,  die  auf  die  Nachbarzähne  einwirken.

Neben  dieser  Inkonsistenz  treten  alle  weiteren  Haupt-­‐Nachteile  der  Behandlung  mit  umlaufenden  Bögen  auf,  wie  eine  hohe  Kraftentladungs-­‐  rate,  das  Fehlen  einer  Differenzierung  zwischen  aktiver  und  reaktiver  Einheit  und  die  durch  die  Verwendung  von  statisch  unbestimmten  Kräften  mit  in  der  Höhe  schwankenden  Drehmomenten  und  Kräften  entstehenden  Erschwernisse.

Deshalb  kann  diese  Methode  nicht  empfohlen  werden,  bis  auf  die  Fälle,  in denen  ein  frontoffener  Biss  korrigiert  werden  soll.

 

 

 

Aufrichten+des+Eckzahns+mit+einem+umlaufenden+Bogen+++Zur$Aufrichtung$eines$nach$distal$gekippten$Eckzahn$wird$sehr$häufig$ein$umlaufender$Bogen$benutzt.$Das$für$die$Aufrichtung$erforderliche$Drehmoment$wird$durch$den$Winkel$zwischen$Bogen$und$Bracketschloss$erzeugt.$Eine$derartige$Behandlungsapparatur$erzeugt$jedoch$vertikale$Kräfte,$die$auf$die$Frontzähne$extrudierend$und$die$Seitenzähne$intrudierend$wirken.$Dies$ist$in$der$Regel$inkonsistent$mit$dem$Behandlungsziel.$$

+++++++++++++++++++++ +Wenn$ein$umlaufender$Bogen$zur$Aufrichtung$des$Eckzahns$eingesetzt$wird,$werden$als$unerwünschte$Nebenwirkung$die$Frontzähne$extrudiert$und$die$Seitenzähne$intrudiert.$Tatsächlich$wird$das$Pärchen,$welches$im$Bracketschloss$des$Eckzahnbrackets$generiert$wird,$durch$vertikale$Kräfte$equilibriert,$die$auf$die$Nachbarzähne$einwirken.$+Neben$dieser$Inkonsistenz$treten$alle$weiteren$HauptANachteile$der$Behandlung$mit$umlaufenden$Bögen$auf,$wie$eine$hohe$KraftentladungsArate,$das$Fehlen$einer$Differenzierung$zwischen$aktiver$und$reaktiver$Einheit$und$die$durch$die$Verwendung$von$statisch$unbestimmten$Kräften$mit$in$der$Höhe$schwankenden$Drehmomenten$und$Kräften$entstehenden$Erschwernisse.$$Deshalb$kann$diese$Methode$nicht$empfohlen$werden,$bis$auf$die$Fälle,$in$denen$ein$frontoffener$Biss$korrigiert$werden$soll.$$$$Aufrichten+des+Eckzahn+mit+Hebelarmen++Die$einfachste$Behandlungsapparatur$für$die$Eckzahnaufrichtung$ist$ein$Hebelarm,$der$entweder$an$den$Frontzähnen$oder$an$den$Seitenzähnen$angebunden$wird.$Es$ist$wichtig$bei$der$Verwendung$eines$Hebelarms$die$entstehenden$vertikalen$Kräfte$sowohl$am$Eckzahn$als$auch$an$der$Verankerungseinheit$zu$berücksichtigen.$$In$der$Edgewise$und$Begg$Technik$werden$oft$$kurze$Hebelarme$gebraucht.$

In the case of canine ectopia, the need for uprighting may be even larger, as these teeth may have been brought into the arch by a uncontrolled tipping.

15. Torque and uprighting - Canine uprighting with a continuous arch

21/50 - 446/661 A rather common way to improve a steep canine is by using a continuous arch. The necessary uprighting moment is generated by the angle between the arch and the tooth bracket. Such an appliance will, however, result in vertical forces both extrusive to the incisors and intrusive to the posterior units. This is generally inconsistent with the treatment goal.

In the case of canine ectopia, the need for uprighting may be even larger, as these teeth may have been brought into the arch by a uncontrolled tipping.

15. Torque and uprighting - Canine uprighting with a continuous arch

21/50 - 446/661 A rather common way to improve a steep canine is by using a continuous arch. The necessary uprighting moment is generated by the angle between the arch and the tooth bracket. Such an appliance will, however, result in vertical forces both extrusive to the incisors and intrusive to the posterior units. This is generally inconsistent with the treatment goal.

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

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Kritzler Biomechanik Handout 19

Page 20: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Aufrichten  des  Eckzahn  mit  Hebelarmen

Die  einfachste  Behandlungsapparatur  für  die  Eckzahnaufrichtung  ist  ein  Hebelarm,  der  entweder  an  den  Frontzähnen  oder  an  den  Seitenzähnen  angebunden  wird.  Es  ist  wichtig  bei  der  Verwendung  eines  Hebelarms  die  entstehenden  vertikalen  Kräfte  sowohl  am  Eckzahn  als  auch  an  der  Verankerungseinheit  zu  berücksichtigen.

In  der  Edgewise  und  Begg  Technik  werden  oft  kurze  Hebelarme  gebraucht.

 

 Abb.  36                                  Abb.  37  

               Umlaufender  Bogen  mit  inzisaler  Umgehungsbiegungen  für  den  Eckzahn.  Die  Aufrichtefeder  für  die  Korrektur  der  Eckzahnangulation  erzeugt  ein  Drehmoment  und  eine  extrudierende  Kraft  auf  den  Eckzahn  und  eine  intrudierende  Kraft  auf  das  posteriore  Segment.    Um  die  Vorwärtsbewe-­‐

 Abb.  38,  39,  40              gung  des  Eckzahns  zu  kontrollieren,  sollte  eine  stramme  lange  Achterliga-­‐tur  zum  Molaren  erfolgen.  Die  inzisale  Umgehungsbiegung  (Abb.  37,  40)  dient  gleichzeitig  der  vertikalen  Kontrolle  der  Eckzahnbewegung.

&&

Eckzahn&/&Prämolaren&Aufrichtefedern&&&

&&Umlaufender&Bogen&mit&Umgehungsbiegungen&für&den&Eckzahn.&Die&Aufrichtefeder&für&die&Korrektur&der&Eckzahnangulation&erzeugt&ein&Drehmoment&und&eine&extrudierende&Kraft&auf&den&Eckzahn&und&eine&intrudierende&Kraft&auf&das&posteriore&Segment,&&die&AchterOLigature&wird&gebraucht,&&um&die&Vorwärtsbewegung&des&Eckzahns&zu&kontrollieren.&&&&

&&Ausnivellierung&mit&zu&stark&nach&vorne&gekippten&Eckzähnen&bzw.&Prämolaren&&führt&zu&einer&Protrusion&und&Intrusion&der&Frontzähne.&&

156 Andrew J. Kuhlberg

Ny

Figure 10. The location of the point of force application affects the type of tooth movement. The rotational movement produced by the force is dependent on the moment of the force. The moment of the force is a function of the point of force application and the distance to the center of resistance. A force at the bracket of a flared incisor (A). A force slightly distal to the bracket (B). A force positioned further distally to pass through the center of resistance (C). A force posterior to the center of resistance (D). The shadowed teeth show the previous tooth position.

ten wi thout the n e e d to resort to heavy rectan- gular wires engaged in to all teeth.

Excessively u p r i g h t incisors may occur af- ter re t rac t ion a n d overjet r educ t ion , especially

A

B

when teeth are re t rac ted on r o u n d arch wires or with a d i f f e ren t i a l -momen t ancho rage strategy. 16 An an te r io r roo t cor rec t ion spr ing is a var ia t ion of a cant i lever des igned to improve the incisor axial i nc l i na t i on (Figs 13A a n d 13B). An te r io r roo t springs are fabr icated f rom rec tangu la r

r

Figure 11. A cantilever for extrusion of an impacted or high canine. Force system and appliance design (A). Treatment objective of canine extrusion (B).

Figure 12. Separate canine root correction with a cantilever. Force system and appliance design (A). Treatment objective of canine root correction (B).

DR. BURSTONE Friction between wires andbrackets can be both good and bad. During ca nineretraction, friction can reduce the force and min-imize tipping movements. This could be good.Other times, friction can be so great as to mini-mize or prevent tooth movement. Friction inorthodontic appliances is complicated and in -volves many factors. I cannot give a simple an -swer other than to emphasize the importance of

understanding all of the factors involved. Theseinclude the coefficients of friction of the materialsinvolved and, particularly, the role of the appliedforce system. The force system is the primarydeterminant of the friction force; for example, iftranslation is required using sliding mechanics,

Charles J. Burstone, DDS, MS

VOLUME XLI NUMBER 3 141

Fig. 9 A. Trying to use straight wire to level canine withits root inclined forward produces undesirable forcesand moments. Occlusal force from archwire causesincisors to erupt, increasing deep overbite (dotted lineshows that archwire would lie incisal to canine if notligated to incisors). Intrusive force and clockwisemoment on first premolar also tend to tip buccal seg-ments mesially. B. Overall effect of this straight-wireforce system tends to deepen overbite and producereverse curve of Spee in upper arch. Additional wiresand longer treatment time may be required to correctthis secondary malocclusion. C. Unwanted sideeffects can be eliminated by using bypass arch—sepa-rate continuous arch stepped around canine—whichmakes use of full arch to control anchorage. Separateroot spring is placed on canine to correct axial inclina-tion. D. TMA* root spring before and after activation.Placing bypass arch occlusal to canine bracket allowscanine extrusion. If no extrusion is needed, bypassarch should contact occlusal edge of canine bracket.

*Registered trademark of Ormco/“A” Company, 1717 W. CollinsAve., Orange, CA 92867; www.ormco.com.

A

C

B

D

P.139-147 Interv_Burstone:Interv_Burstone 3/23/07 8:59 AM Page 141

DR. BURSTONE Friction between wires andbrackets can be both good and bad. During ca nineretraction, friction can reduce the force and min-imize tipping movements. This could be good.Other times, friction can be so great as to mini-mize or prevent tooth movement. Friction inorthodontic appliances is complicated and in -volves many factors. I cannot give a simple an -swer other than to emphasize the importance of

understanding all of the factors involved. Theseinclude the coefficients of friction of the materialsinvolved and, particularly, the role of the appliedforce system. The force system is the primarydeterminant of the friction force; for example, iftranslation is required using sliding mechanics,

Charles J. Burstone, DDS, MS

VOLUME XLI NUMBER 3 141

Fig. 9 A. Trying to use straight wire to level canine withits root inclined forward produces undesirable forcesand moments. Occlusal force from archwire causesincisors to erupt, increasing deep overbite (dotted lineshows that archwire would lie incisal to canine if notligated to incisors). Intrusive force and clockwisemoment on first premolar also tend to tip buccal seg-ments mesially. B. Overall effect of this straight-wireforce system tends to deepen overbite and producereverse curve of Spee in upper arch. Additional wiresand longer treatment time may be required to correctthis secondary malocclusion. C. Unwanted sideeffects can be eliminated by using bypass arch—sepa-rate continuous arch stepped around canine—whichmakes use of full arch to control anchorage. Separateroot spring is placed on canine to correct axial inclina-tion. D. TMA* root spring before and after activation.Placing bypass arch occlusal to canine bracket allowscanine extrusion. If no extrusion is needed, bypassarch should contact occlusal edge of canine bracket.

*Registered trademark of Ormco/“A” Company, 1717 W. CollinsAve., Orange, CA 92867; www.ormco.com.

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KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

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$Ein$kurzer$Hebelarm$wird$für$die$Aufrichtung$und$Extrudierung$des$Eckzahns$benutzt.$Diese$Bewegung$ist$zum$Ende$der$Behandlung$wichtig,$um$später$eine$Eckzahnführung$zu$erhalten.$Das$Drehmoment$/$Kraft$Verhältnis,$welches$von$dem$Hebelarm$erzeugt$wird,$sorgt$für$eine$gute$Balance$zwischen$Rotation$und$Translation$des$Zahnes.$$Um$die$Extrusion,$die$manchmal$inkonsistent$mit$dem$Behandlungsziel$ist,$zu$vermeiden,$sollte$sich$der$Hebelarm$so$weit$wie$möglich$nach$hinten$erstrecken,$um$die$Höhe$der$$benötigten$Kraft$zu$reduzieren.$Zusätzlich$verhindert$ein$umlaufender$Draht,$der$das$Eckzahnbracket$okklusal$passiert,$die$Extrusion$des$Eckzahns.$$Um$eine$Versetzung$nach$mesial$zu$unterbinden$wird$der$Eckzahn$mit$einer$langen$Achterligatur$stramm$zum$Molaren$zurückgebunden.$+

+ + +Wenn$ein$einfacher$AufrichteAHebelarm$nach$posterior$festgebunden$wird,$um$den$Eckzahn$aufzurichten,$sollten$seine$Nebenwirkungen$bedacht$werden.$Die$einwirkende$vertikale$Kraft$wird$zu$einer$Extrusion$des$Zahnes$führen$während$das$Drehmoment$eine$Lückenöffnung$distal$des$Eckzahns$$erzeugt.$Wenn$der$posteriore$Teilbogen$$der$VerankerungsAeinheit$nach$vorne$bis$okklusal$über$das$Eckzahnbracket$geführt$wird,$kann$die$durch$die$AufrichtungsAMechanik$bewirkte$vertikale$Verlängerung$des$Eckzahns$begrenzt$werden.$Derselbe$Draht$kann$auch$so$um$das$Bracket$des$Eckzahns$gelegt$werden,$dass$die$Versetzung$der$Eckzahnkrone$nach$anterior$limitiert$wird.$$

$Erzeugte$Drehmomente$und$Kräfte,$Achterligatur$zwischen$15$und$13$$

To avoid canine extrusion -which is often inconsistent with the treatment goal- the cantilever can be prolonged posteriorly as long as possible, to lower the necessary force level. In addition, a continuous arch bypassing the canine bracket occlusally, prevents the tooth from extrusion. To avoid a mesial displacement of the canine crown, the tooth needs a tight tie

back with a figure eight ligature.

To avoid canine extrusion -which is often inconsistent with the treatment goal- the cantilever can be prolonged posteriorly as long as possible, to lower the necessary force level. In addition, a continuous arch bypassing the canine bracket occlusally, prevents the tooth from extrusion. To avoid a mesial displacement of the canine crown, the tooth needs a tight tie

back with a figure eight ligature.

To avoid canine extrusion -which is often inconsistent with the treatment goal- the cantilever can be prolonged posteriorly as long as possible, to lower the necessary force level. In addition, a continuous arch bypassing the canine bracket occlusally, prevents the tooth from extrusion. To avoid a mesial displacement of the canine crown, the tooth needs a tight tie

back with a figure eight ligature.

!!15. Torque and uprighting - Canine uprighting

!!15. Torque and uprighting - Canine uprighting

!!15. Torque and uprighting - Canine uprighting

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

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Kritzler Biomechanik Handout 20

Page 21: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

 

 

Aufrichten  des  Eckzahns.  Der  Hebelarm  ist  im  Eckzahnbracket  einligiert  und  am  Molaren  nur  angebunden.

Abb.  41                Aufrichten  und  Extrusion  des  Eckzahns    

 Abb.  42                      Abb.  43  

               Der  kurze  Hebel  liefert  eine  niedriges  Drehmoment  Kraft  Verhältnis.  Deshalb  kommt  die  extrusive  Komponente  der  Eckzahn-­‐Versetzung  mehr  zur  Geltung.

   Aufrichten  und  Intrusion  des  Eckzahns    

 Abb.  44                

Die  distale  Versetzung  der  Wurzel  des  Eckzahns  und  die  gleichzeitige  Intrusion  des  Eckzahns  können  nur  durchgeführt  werden,  wenn  der  Hebelarm,  der  im  Eckzahn-­‐Bracket  einligiert  ist,  für  Intrusion  aktiviert  und  an  den  Schneide-­‐zähnen  festgebunden  oder  einge-­‐hängt  wird.

Diese  Mechanik  erzeugt  jedoch  eine  Extrusion  der  Frontzähne  als  uner-­‐  wünschte  Nebenwirkung,  die  nur  im  Fall  eines  offenen  Bisses  nützlich  ist.  

8)$Aufrichten$des$Eckzahns$

$$Der$Hebel$ist$am$Molaren$nur$angebunden$$$$$(((((((((((((((((((((((((

uprighting. Within the individual segments, a large number of different applications is also possible. Some examples will be shown. Only the imaginations of clinician sets

the limits.

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

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Um$nur$eine$geringe$Aufrichtung$zu$erreichen,$kann$eine$V$Biegung$zwiAschen$zwei$benachbarten$Zähnen$genau$in$der$Mitte$des$InterbracketAabstandes$gemacht$werden.$$$+++Aufrichten+des+Eckzahns+mit+dem+Rectangular+Loop++Ein$Drehmoment$zur$Aufrichtung$des$Eckzahns$kann$auch$mit$einem$Rectangular$Loop$erzeugt$werden.$Die$Aufrichtung$der$Wurzel$nach$distal$erzeugt$reaktive$vertikale$extrusive$Kräfte$an$den$Schneidezähnen.$Wenn$diese$nicht$gewünscht$sind,$sollte$ein$Composite$Rectangular$Loop$gebraucht$werden.$Der$Loop$besteht$aus$.018$TMA$rund,$und$der$Hauptbogen$(Rahmen)$$ist$aus$.017$x$.025$TMA.$Die$Verankerungseinheit$besteht$aus$allen$anderen$Zähnen$und$die$unerwünschten$Kräfte$werden$auf$eine$maximale$Anzahl$von$Zähnen$verteilt.$$

$

Composite$Rectangular$Loop$aus$.017$x$.025$TMA$(schwarz)$und$.018$TMA$rund$(lila).$Wenn$zur$Aufrichtung$des$Eckzahnes$Platz$fehlt,$kann$der$äußere$Rahmen$des$Loops$auf$Expansion$gestellt$werden.$

$Der$Eckzahn$wird$aufgerichtet$und$nicht$extrudiert.$$$$$Aufrichtung+und+Extrusion+des+Eckzahns++

+++Der$kurze$Hebel$liefert$eine$niedriges$Drehmoment$Kraft$Verhältnis.$Deshalb$kommt$die$extrusive$Komponente$der$EckzahnAVersetzung$mehr$zur$Geltung$

!!15. Torque and uprighting - Canine uprighting and

extrusion - Cantilevers

26/50 - 451/661 In those cases where simultaneous extrusion and uprighting are needed, statically determinate, as well as indeterminate appliances, can be used. If the clinician decides to use a cantilever with a short length, this will result in a small M/F ratio, and the moment will be negligible compared to the force.

Therefore, the cantilever will cause a considerable extrusion of the tooth.

extrusion - Cantilevers

26/50 - 451/661 In those cases where simultaneous extrusion and uprighting are needed, statically determinate, as well as indeterminate appliances, can be used. If the clinician decides to use a cantilever with a short length, this will result in a small M/F ratio, and the moment will be negligible compared to the force.

Therefore, the cantilever will cause a considerable extrusion of the tooth.

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Aufrichten+des+Eckzahns+mit+Intrusion+–+Verwendung+von+Hebelarmen++Die$distale$Versetzung$der$Wurzel$des$Eckzahns$und$die$gleichzeitige$Intrusion$des$Eckzahns$können$$nur$durchgeführt$werden,$wenn$der$Hebelarm,$der$im$Eckzahn?Bracket$einligiert$ist,$für$Intrusion$aktiviert$und$an$den$Schneidezähen$festgebunden$oder$eingehängt$wird.$$

$$+Diese$Mechanik$$erzeugt$jedoch$eine$Extrusion$der$Frontzähne$als$uner?wünschte$Nebenwirkung,$die$nur$im$Fall$eines$offenen$Bisses$nützlich$ist.$Extrusive$Kräfte$können$jedoch$durch$einen$Base$Arch,$der$von$den$Molaren$ausgeht,$neutralisiert$werden.$Auf$diese$Art$kann$ein$vertikaler$Verankerungsverlust$vermieden$werden.$Aufgrund$der$Nebenwirkungen$besteht$nur$eine$eingeschränkte$Indikation$für$diese$Mechanik.$$$Ein$alternative$Konfiguration$des$Behandlungsgerätes$zur$Aufrichtung$und$Intrusion$des$Eckzahns$besteht$in$der$Benutzung$eines$zweiten$Hebelarms,$der$vom$Molaren$ausgeht$und$der$die$durch$die$Aufrichtefeder$erzeugte$Extrusion$neutralisiert.$Wenn$dieser$Hebelarm$mesial$des$Widerstands?zentrums$des$Eckzahns$angebunden$wird,$wird$das$Drehmoment$der$$Aufrichtung$weiter$erhöht.$Eine$derartige$Mechanik$korrigiert$eine$tiefe$Spee`sche+Kurve$und$ist$mit$dem$Behandlungsziel$sowohl$in$Bezug$auf$die$aktive$als$auch$auf$die$reaktive$Einheit$absolut$konsistent.$$$

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

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Kritzler Biomechanik Handout 21

Page 22: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Extrusive  Kräfte  können  jedoch  durch  einen  Base  Arch,  der  von  den  Molaren  ausgeht,  neutralisiert  werden.  Auf  diese  Art  kann  ein  vertikaler  Verankerungsverlust  vermieden  werden.  Aufgrund  der  Nebenwirkungen  besteht  nur  eine  eingeschränkte  Indikation  für  diese  Mechanik.

Aufrichten  der  Eckzähne  /  Prämolaren  mit  dem  Rectangular  Loop  

Ein  Drehmoment  zur  Aufrichtung  des  Eckzahns  /  Prämolaren  kann  auch  mit  einem  Rectangular  Loop  erzeugt  werden.  Die  Aufrichtung  der  Wurzel  nach  distal  erzeugt  reaktive  vertikale  extrusive  Kräfte  an  den  Schneide-­‐zähnen.  Wenn  diese  nicht  gewünscht  sind,  sollte  ein  Composite  Rect-­‐angular  Loop  gebraucht  werden.  Der  Loop  besteht  aus  .018  TMA  rund,  und  der  Hauptbogen  (Rahmen)  ist  aus  .017  x  .025  TMA.  Die  Verankerungs-­‐einheit  besteht  aus  allen  anderen  Zähnen  und  die  unerwünschten  Kräfte  werden  auf  eine  maximale  Anzahl  von  Zähnen  verteilt.

 Abb.  45        

Composite  Rectangular  Loop  aus  .017  x  .025  TMA  (schwarz)  und  .018  TMA  rund  (lila).  Wenn  zur  Aufrichtung  des  Eckzahnes  Platz  fehlt,  kann  der  äußere  Rahmen  des  Loops  auf  Expansion  gestellt  werden.  

Der  Eckzahn  wird  aufgerichtet  und  nicht  extrudiert.

 Verwendung  von  Rectangular  Loops  zur  Aufrichtung  und  Intrusion    

     Abb.  46                                      Abb.  47  

         Der  von  den  Frontzähnen  kommende  Rectangular  Loop  generiert  sowohl  die  Aufrichtung  als  auch  die  Intrusion  des  Eckzahns  aber  auch  extrudie-­‐rende  Kräfte  an  den  Schneidezähnen.  Wenn  die  Frontzähne  mit  den  Seitenzähnen  starr  verbunden  sind  (Abb.  47),  wird  die  Auswirkung  der  

Um$nur$eine$geringe$Aufrichtung$zu$erreichen,$kann$eine$V$Biegung$zwiAschen$zwei$benachbarten$Zähnen$genau$in$der$Mitte$des$InterbracketAabstandes$gemacht$werden.$$$+++Aufrichten+des+Eckzahns+mit+dem+Rectangular+Loop++Ein$Drehmoment$zur$Aufrichtung$des$Eckzahns$kann$auch$mit$einem$Rectangular$Loop$erzeugt$werden.$Die$Aufrichtung$der$Wurzel$nach$distal$erzeugt$reaktive$vertikale$extrusive$Kräfte$an$den$Schneidezähnen.$Wenn$diese$nicht$gewünscht$sind,$sollte$ein$Composite$Rectangular$Loop$gebraucht$werden.$Der$Loop$besteht$aus$.018$TMA$rund,$und$der$Hauptbogen$(Rahmen)$$ist$aus$.017$x$.025$TMA.$Die$Verankerungseinheit$besteht$aus$allen$anderen$Zähnen$und$die$unerwünschten$Kräfte$werden$auf$eine$maximale$Anzahl$von$Zähnen$verteilt.$$

$

Composite$Rectangular$Loop$aus$.017$x$.025$TMA$(schwarz)$und$.018$TMA$rund$(lila).$Wenn$zur$Aufrichtung$des$Eckzahnes$Platz$fehlt,$kann$der$äußere$Rahmen$des$Loops$auf$Expansion$gestellt$werden.$

$Der$Eckzahn$wird$aufgerichtet$und$nicht$extrudiert.$$$$$Aufrichtung+und+Extrusion+des+Eckzahns++

+++Der$kurze$Hebel$liefert$eine$niedriges$Drehmoment$Kraft$Verhältnis.$Deshalb$kommt$die$extrusive$Komponente$der$EckzahnAVersetzung$mehr$zur$Geltung$

!!15. Torque and uprighting - Canine uprighting and

extrusion - Cantilevers

26/50 - 451/661 In those cases where simultaneous extrusion and uprighting are needed, statically determinate, as well as indeterminate appliances, can be used. If the clinician decides to use a cantilever with a short length, this will result in a small M/F ratio, and the moment will be negligible compared to the force.

Therefore, the cantilever will cause a considerable extrusion of the tooth.

extrusion - Cantilevers

26/50 - 451/661 In those cases where simultaneous extrusion and uprighting are needed, statically determinate, as well as indeterminate appliances, can be used. If the clinician decides to use a cantilever with a short length, this will result in a small M/F ratio, and the moment will be negligible compared to the force.

Therefore, the cantilever will cause a considerable extrusion of the tooth.

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

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Aufrichten+und+Intrudieren+des+Eckzahnes+mit+einem+Rectangular+Loop++Die$Aufrichtung$und$Intrusion$des$Eckzahnes$kann$auch$mit$einem$Rectan?gular$Loop$ausgeführt$werden.$Um$eine$maximale$Rückstellkraft$in$Verbin?dung$mit$einem$konsistenten$Kraft$System$an$seinem$freien$Ende$zu$erhal?ten,$muss$der$Loop$$genauso$wie$der$Hebelarm$(s.o.)$von$den$Schneide?zähnen$ausgehen.$Die$hierdurch$bewirkte$Versetzung$des$Eckzahns$ist$wünschenswert,$aber$die$Schneidezähne$werden$als$Nebenwirkung$extrudiert.$Nur$bei$dem$Vorliegen$eines$frontoffenen$Bisses$ist$dies$wünschenswert.$Wenn$die$Extrusion$jedoch$inkonsistent$für$die$klinische$Situation$ist,$ist$es$wichtig,$diese$Zähne$mit$den$hinteren$Seitenzähnen$zu$verbinden,$um$eine$vertikale$Verankerung$zu$erhalten.$Falls$eine$derartige$Stabilisierung$nicht$ausreicht,$kann$ein$Composite$Rectangular$Loop$gebraucht$werden.$$$

$$Der$von$den$Frontzähnen$kommende$Rectangular$Loop$generiert$sowohl$die$Aufrichtung$als$auch$die$Intrusion$des$Eckzahns$aber$auch$extrudierende$Kräfte$an$den$Schneidezähnen.$

$$ $Wenn$die$Frontzähne$mit$den$Seitenzähnen$starr$verbunden$sind$(rechts)$,$wird$die$Auswirkung$der$extrusiven$Kraft$verringert.$$++

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

739

Aufrichten+und+Intrudieren+des+Eckzahnes+mit+einem+Rectangular+Loop++Die$Aufrichtung$und$Intrusion$des$Eckzahnes$kann$auch$mit$einem$Rectan?gular$Loop$ausgeführt$werden.$Um$eine$maximale$Rückstellkraft$in$Verbin?dung$mit$einem$konsistenten$Kraft$System$an$seinem$freien$Ende$zu$erhal?ten,$muss$der$Loop$$genauso$wie$der$Hebelarm$(s.o.)$von$den$Schneide?zähnen$ausgehen.$Die$hierdurch$bewirkte$Versetzung$des$Eckzahns$ist$wünschenswert,$aber$die$Schneidezähne$werden$als$Nebenwirkung$extrudiert.$Nur$bei$dem$Vorliegen$eines$frontoffenen$Bisses$ist$dies$wünschenswert.$Wenn$die$Extrusion$jedoch$inkonsistent$für$die$klinische$Situation$ist,$ist$es$wichtig,$diese$Zähne$mit$den$hinteren$Seitenzähnen$zu$verbinden,$um$eine$vertikale$Verankerung$zu$erhalten.$Falls$eine$derartige$Stabilisierung$nicht$ausreicht,$kann$ein$Composite$Rectangular$Loop$gebraucht$werden.$$$

$$Der$von$den$Frontzähnen$kommende$Rectangular$Loop$generiert$sowohl$die$Aufrichtung$als$auch$die$Intrusion$des$Eckzahns$aber$auch$extrudierende$Kräfte$an$den$Schneidezähnen.$

$$ $Wenn$die$Frontzähne$mit$den$Seitenzähnen$starr$verbunden$sind$(rechts)$,$wird$die$Auswirkung$der$extrusiven$Kraft$verringert.$$++

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

739

Kritzler Biomechanik Handout 22

Page 23: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

extrusiven  Kraft  verringert.

Verwendung  von  Rectangular  Loops  zur  Aufrichtung  und  Extrusion    

Abb.  48      Ein  effizientes  System  für  eine  kombinierte  Extrusion  und  Aufrichtung  des  Eckzahns  liefert  der  als  Teilbogen  im  Seiten-­‐zahnbereich  ausgelegte  kombi-­‐nierte  Composite  Rectangular  Loop  aus  .018  TMA  rund  (lila)  und  .017  x  .025  TMA  (schwarz).  Die  posterioren  Segmente  sollen  mit  einem  TPA  versteift  werden.  

Dieser  Loop  kann  als  Composite  Loop  gefertigt  werden,  wenn  das  Kraft-­‐  Niveau  niedrig  gehalten  werden  soll.  Im  Fall  einer  Aufrichtung  und  Extrusion,  bei  der  der  für  die  Aufrichtung  aktivierte  Loop  auch  eine  Extrusion  erzeugt,  ist  das  aber  nicht  erforderlich.

Wenn  jedoch  eine  Aufrichtung  ohne  Extrusion  gefordert  wird,  müssen  die  Frontzähne  als  Verankerung  mit  einbezogen  werden  und  der  Einsatz  eines  Composite  Loops  ist  wünschenswert.  

Aufrichten mit der Windmill nach Melsen

Abb.  49          

 

 

Aufrichten+des+Eckzahns+mit+Extrusion+mit+einem+Box+Loop++

$

Ein$effizientes$System$für$eine$kombiA

nierte$Extrusion$und$Aufrichtung$

des$Eckzahns$liefert$der$als$Teilbogen$im$

im$Seitenzahnbereich$ausgelegte$$

kombinierte$Composite$Rectangular$Loop$

aus$.018$TMA$rund$(lila)$und$.017$x$$.025$

TMA$(schwarz).$Die$posterioren$

Segmente$sind$mit$einem$TPA$versteift.$

Dieser$Loop$kann$$als$Composite$Loop$gefertigt$werden,$wenn$das$KraftA

Niveau$niedrig$gehalten$werden$soll.$Im$Fall$einer$Aufrichtung$und$

Extrusion,$bei$der$der$für$die$Aufrichtung$aktivierte$Loop$auch$eine$

Extrusion$erzeugt,$ist$das$aber$nicht$erforderlich.$

$

Wenn$jedoch$eine$Aufrichtung$ohne$Extrusion$gefordert$wird,$müssen$die$

Frontzähne$als$Verankerung$mit$einbezogen$werden$und$der$Einsatz$eines$

Composite$Loops$ist$wünschenswert.$

$

$

$

$

Aufrichten+des+Eckzahns+mit+Intrusion$+Wenn$der$Patient$einen$Tiefbiss$hat,$ist$es$in$der$Regel$erforderlich,$die$

Eckzähne$separat$zu$intrudieren,$nachdem$die$4$Schneidezähne$intrudiert$

worden$sind.$$Bei$diesen$Patienten$ist$der$Eckzahn$meistens$nicht$nur$

verlängert$sondern$steht$auch$oft$zu$steil,$besonders$im$Unterkiefer.$

$

Die$ideale$Behandlung$würde$in$der$gleichzeitigen$Aufrichtung$und$

Intrusion$bestehen.$

$

Eine$Kombination$dieser$$Zahnbewegungen$kann$mit$statisch$bestimmten$

und$statisch$unbestimmten$Kraftsystemen$erreicht$werden.$

$

$

$

$

$

$

+++

28/50 - 453/661 Another efficient system for a combined canine extrusion and uprighting uses

a rectangular loop extending from the posterior segment.

This loop can be produced as a composite loop, if the force level is kept lowIn the case of the combination of uprighting and extrusion, this is rarely necessary, as the loop activated for canine uprighting will also deliver an extrusive force. If, on the other hand, uprighting without vertical forces is

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

735

&A.&Aufrichtefeder&(Teilbogen)&zur&Korrektur&der&Kippung&des&Prämolaren.&Als&unerwünschte&Nebenwirkung&der&Aufrichtung&tritt&eine&Verlängerung&des&6ers&auf,&der&durch&einen&weiteren&Teilbogen&von&5&bis&7&entgegengewirkt&werden&soll&B.&Aufrichtefeder&in&Kombination&mit&Lingualbogen&zur&Verstärkung&der&Verankerung&C.&Aufrichtefeder&in&Kombination&mit&skelettaler&Verankerung&(Minischraube&zur&Stabilisierung&des&6ers).&&&

&&Aufrichtefeder&für&Eckzahn&&&&

&&&&&&&&&&&

&&&Windmill&nach&Melsen

&&

DR. BURSTONE Friction between wires andbrackets can be both good and bad. During ca nineretraction, friction can reduce the force and min-imize tipping movements. This could be good.Other times, friction can be so great as to mini-mize or prevent tooth movement. Friction inorthodontic appliances is complicated and in -volves many factors. I cannot give a simple an -swer other than to emphasize the importance of

understanding all of the factors involved. Theseinclude the coefficients of friction of the materialsinvolved and, particularly, the role of the appliedforce system. The force system is the primarydeterminant of the friction force; for example, iftranslation is required using sliding mechanics,

Charles J. Burstone, DDS, MS

VOLUME XLI NUMBER 3 141

Fig. 9 A. Trying to use straight wire to level canine withits root inclined forward produces undesirable forcesand moments. Occlusal force from archwire causesincisors to erupt, increasing deep overbite (dotted lineshows that archwire would lie incisal to canine if notligated to incisors). Intrusive force and clockwisemoment on first premolar also tend to tip buccal seg-ments mesially. B. Overall effect of this straight-wireforce system tends to deepen overbite and producereverse curve of Spee in upper arch. Additional wiresand longer treatment time may be required to correctthis secondary malocclusion. C. Unwanted sideeffects can be eliminated by using bypass arch—sepa-rate continuous arch stepped around canine—whichmakes use of full arch to control anchorage. Separateroot spring is placed on canine to correct axial inclina-tion. D. TMA* root spring before and after activation.Placing bypass arch occlusal to canine bracket allowscanine extrusion. If no extrusion is needed, bypassarch should contact occlusal edge of canine bracket.

*Registered trademark of Ormco/“A” Company, 1717 W. CollinsAve., Orange, CA 92867; www.ormco.com.

A

C

B

D

P.139-147 Interv_Burstone:Interv_Burstone 3/23/07 8:59 AM Page 141

Kritzler Biomechanik Handout 23

Page 24: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Torquen  des  Eckzahns  mit  einem  Rectangular  Loop  

Ein  besonderes  Kraft-­‐System  zum  Torquen  des  Eckzahns  steht  mit  dem  Einsatz  eines  Rectangular  Loops  oder  Composite  Rectangular  Loops  zur  Verfügung.  Dieser  Loop  sollte  so  angefertigt  werden,  dass  sein  freies  Ende  parallel  (normales  Bracket)  /  senkrecht  (Bracket  mit  Vertikalschloss)  zur  Okklusionsebene  liegt  und  zur  Aktivierung  für  Torque  gebraucht  werden  kann.  Die  Aktivierung  ist  leichter  zu  kontrollieren,  wenn  das  aktive  Ende  in  ein  Vertikalröhrchen  eingesteckt  werden  kann  oder  wenn  ein  normales  Bracket  um  90  Grad  versetzt  auf  den  Eckzahn  geklebt  wird  und  das  Bracketschloss  damit  in  der  Vertikal-­‐Ebene  liegt.

Die  Aktivierungs-­‐Biegung  besteht  aus  einer  Biegung  und  Verdrehung  des  Drahtes.  Mit  dieser  Methode  kann  auch  der  Torque  der  Prämolaren  eingestellt  werden.

 

Abb.  50          Composite  Rectangular  Loop  zum  Torquen  des  Eckzahns.  Der  Hauptbogen  ist  aus  .017  x  .025  TMA  und  ein  .018  TMA  ist  auf  Höhe  des  Bypass  mesial  13  an  den  Hauptbogen  angeschweißt.  Das  freie  Ende  des  Loops  wird  in  das  Vertikalschloss  des  Eckzahn-­‐brackets  eingesteckt,  die  Aktivie-­‐rung  des  freien  Endes  erfolgt  in  einer  Raumebene,  die  45  Grad  zur  Frontalebene  versetzt  ist.

 

Diese  Methode  ist  zwar  biomechanisch  überzeugend,  das  Torquen  von  Einzelzähnen  ist  jedoch  mit  Warren  Torquing  (Root)  Springs  wesentlich  einfacher  und  effektiver  durchführbar.  

Abb.  51            

Lieferbar  durch:  RMO®  Europe  B.P.  20334  300  rue  Geiler  de  Kaysersberg  67411  Illkirch  Cedex  France  Tél.  :  +33  (0)3  88  40  67  40  Fax  :  +33  (0)3  88  67  96  95  Mail  :  [email protected]

 

Torquen+des+Eckzahns+mit+einem+Rectangular+Loop+++Ein$anderes$Kraft?System$zur$Torquen$des$Eckzahns$steht$mit$dem$Einsatz$eines$Rectangular$Loops$oder$Composite$Rectangular$Loops$zur$Verfügung.$Dieser$Loop$sollte$so$angefertigt$werden,$dass$sein$freies$Ende$parallel$(normales$Bracket)$/$senkrecht$(Bracket$mit$Vertikalschloss)$zur$Okklusionsebene$liegt$und$zur$Aktivierung$für$Torque$gebraucht$werden$kann.$Die$Aktivierung$ist$leichter$zu$kontrollieren,$wenn$das$aktive$Ende$in$ein$Vertikalröhrchen$eingesteckt$werden$kann$oder$wenn$ein$normales$Bracket$um$90$Grad$versetzt$auf$den$Eckzahn$geklebt$wird$und$das$Bracketschloss$damit$in$der$Vertikal?Ebene$liegt.$Die$Aktivierungs?Biegung$besteht$aus$einer$Biegung$und$Verdrehung$des$Drahtes.$Mit$dieser$Methode$kann$auch$der$Torque$der$Prämolaren$eingestellt$werden.$$$

$$$$

Composite$Rectangular$Loop$zum$Torquen$des$Eckzahns.$Der$Haupt?bogen$ist$aus$.017$x$.025$TMA$und$ein$.018$TMA$ist$auf$Höhe$des$Bypass$mesial$13$an$den$Haupt?bogen$angeschweißt.$$Das$freie$Ende$des$Loops$wird$in$das$Verti?kalschloss$des$Eckzahnbrackets$eingesteckt,$die$Aktivierung$des$freien$Endes$erfolgt$in$einer$Raum$ebene,$die$45$Grad$zur$Frontal?ebene$versetzt$ist$.$$$

$$$$$$$$$$$$$

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

742

Kritzler Biomechanik Handout 24

Page 25: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Aufrichten  und  Extrusion  des  Eckzahnes  mit  der  V  Biegung

Abb  .  52      Innerhalb  des  mittleren  Drittels  verändert  sich  das  Kraft-­‐System  von  einer  Burstone  Geometrie  VI  (genau  in  der  Mitte)  in  eine  Burstone  Geometrie  V  (Type  2),  und  nähert  sich  dann  der  Geometrie  IV  (Type  3).  Im  äußeren  Drittel  verändert  sich  das  Kraft-­‐System  von  einer  Geometrie  III  (Type  4)  in  eine  Geometrie  II  und  endet  in  einer  Geometrie  I.  

Das  Moment,  welches  auf  das  hintere  Segment  einwirkt,  kann  bei  0  gehalten werden,  wenn  die  Feder  eine  Burstone  Geometrie  IV  erhält.

   

 

Klasse IV. Die V-Biegung wird auf Höhe von 1/3 des Interbracket-Abstandes angebracht. An dem Bracket, das sich weiter entfernt von der Biegung befindet, entsteht kein Drehmoment.

Abb.  53        Für  den  Fall,  dass  die  distale  Bewegung  der  Eckzahnwurzel  in  Kombination  mit  einer  Extrusion  erforderlich  ist,  sollte  die  V  Biegung  nach  apikal  offen  und  exzentrisch  (1/3)  zum  Eckzahn  hin  platziert  werden.    

3 Ronny et al.A m . d. Oi-thod. Dento,fac. Orthop.

October 1989

A B

I

0 712 1 0 ‘13 213 1 0 ‘I3 213 1 0 ‘I4 712 1

F,O FaO FA t FA 4 FA t FL3 4 FA t FQ c

MALf Mst/ MA- Msb MA- M,O M AV” MS p

T y p e 1 . T y p e 2 . T y p e 3 . T y p e 4 .

Fig. 6. Diagrammatic illustration of the four different force systems developed in relationship to the

interbracket positioning of the bend.

equally and opposi tely angulated in relat ion to a s traight

wire. The position of the V bend at exactly one third

the distance from one of the brackets corresponds to

geometry IV. Within the central third, the force system

gradually moves from that of a geometry VI, passing

geometry VY which is characterized by the angle be-

tween the bracket and the wire of one tooth being 0.75%

of that between the wire and the bracket of the other

tooth and approaching geometry IV Within the extreme

third, the force system passes from that of geometry

III through geometry II and approximates geometry I,

which is characterized by a step relationship-that is,

parallel brackets at different levels-when the position

becomes gradually more eccentric. In the extreme thirds

of the interbracket distance, the moments are in the

same direction and the equilibrium of the system is

maintained through the development of gradually higher

vertical forces.

Considering the magnitude of the forces developed,

i t is important to be aware that hyalinizat ion and indirect

resorption can be anticipated! If the V bend is a second-

order bend, no intrusion will be generated and the bend

is likely to produce only extrusion, thus leading to loss

of vertical control. I1

The clinical consequences of variation in position-

ing of a V bend are significant because a change in

posit ion of such a bend may even reverse a force system.

Considering a V bend used for uprighting a canine,

the canine will be both uprighted and extruded. Intru-

sive forces and a moment producing a distal tip act on

the molars. The extrusion of the canine is frequently

undesirable and therefore the bend should be displaced

distally to a centered position if no vertical forces are

desirable. If the canine is already overerupted, the bend

should be placed off center toward the distal aspect and

intrusion of the canine will occur. However, if the bend

is placed too far distally, the moment on the canine will

reverse and the tooth will tip further distally.

The above-mentioned example serves to illustrate

the large range in effect with a gable bend. Further

clinical examples are provided by Burstone and Koe-

nig.8 When planning intraarch tooth movements, the

desirable combinat ion of rotat ion and translat ion should

be determined. The necessary moment/force ratio can

then be defined. On this basis the positioning of the V

bend should be decided, taking into consideration the

force system on both the active and tbe reactive units.

Clinically, this also should be used when placing space-

closing loops. Examples of this have been provided in

relation to the recommendation for the positioning of

the T loop6 and for the design of an appliance for the

uprighting of tipped molars.’

CONCLUSION

The present article has elucidated the implication

of the posi t ioning of small f i rs t- and second-order bends

and toe-in, toe-out, gable, and tip-back bends between

individual teeth or tooth segements. The absolute values

of the force system developed by four different wires

and two different interbracket distances can be obtained

on the basis of the graphs included.

REFERENCES

1. Tweed CH. Clinical orthodontics. St. Louis: CV Mosby, 1966.

2. Andrew LE. Die Straight-Wire-Apparatur, Information aus Or-

thodontie und Kieferorthopldie. Munich, 1978: 1.

3. Burstone CJ, Koenig HA. Force systems from an ideal arch. AM

J ORTHOD 1974;65:270-89.

4. Vanderby R, Burstone CJ, Solonche DJ, Ratches JA. Experi-

mentally determined force systems from vertically activated

orthodontic loops. Angle Orthod 1977;47:272-9.

5. Koenig HA, Vanderby R, Solonche DJ, Burstone CJ. Force

systems from orthodontic appliances: an analyticai and experi-

mental comparison. J Biomech Eng 1980;102:294-300.

lower(in(magnitude(but(will(have(the(same(sense.

FIGURE 4-28 Off-centered “V” bend, Class III geometry. Note: The “V” bend isplaced very close to one bracket.

Class(IV:(The(“V”(bend(is(placed(at(one(third(the(interbracketdistance.(No(moment(is(found(at(the(bracket(further(awayfrom(the(bend((Fig.(4O29).

FIGURE 4-29 Off-centered “V” bend, Class IV geometry. (*Negative signindicates that bracket A is angled in the opposite direction to bracket B.) Note:The bend is placed at one-third the interbracket distance. There is no moment atbracket A.

Kritzler Biomechanik Handout 25

Page 26: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

 Abb.  54a                                                  Abb.  54b  

         Anstelle  einer  V-­‐Biegung  kann  auch  eine  Truncated  V-­‐Biegung  benutzt  werden.    

 

 

Aufrichten  des  Eckzahns  mit  einer  Alpha  Beta  Feder.  

Wenn  es  wünschenswert  ist,  eine  Alpha  Beta  Feder  für  die  Aufrichtung  der  Eckzahnwurzel  nach  distal  und  die  Extrusion  des  Eckzahnes  auszuwählen,  wird  die  extrusive  Kraft  durch  die  unterschiedliche  Aktivierung  der  Feder  am  alpha  und  beta  Ende  erzeugt.  

 Abb.  54c  

Aus  der  Benutzung  der  Alpha  Beta  Feder  entsteht  kein  Vorteil  gegenüber  der  Verwendung  statisch  bestimmter  Kraftsysteme.

   

Für$den$Fall,$dass$die$distal$Bewegung$der$Eckzahnwurzel$$im$Kombination$mit$einer$Extrusion$erforderlich$ist$sollte$die$V$Biegung$nach$apikal$offen$und$exzentrisch$zum$Eckzahn$hin$platziert$werden.$+

+++++++++ ++V+Biegung+++++++++++++++++++++++++++++Truncated+V++Wie$auch$bei$der$Aufrichtung$von$Molaren$erkennbar$entsteht$aus$der$BeAnutzung$$der$Alpha$Beta$Feder$$kein$Vorteil$gegenüber$der$Verwendung$statisch$bestimmter$Kraftsysteme.$$$

$

$

Vertikale)Bogenbiegungen))und)Hebelbögen))

))A two-couple force system between two brackets. MA = Moment generated at bracket A, MB = Moment generated at bracket B, FA = Force generated at bracket A, FB = Force generated at bracket B, D is the distance between the two brackets, dA = Distance between bracket A and the bend in the wire, dB = Distance between bracket B and the bend placed in the wire. (A) and (B) step bends. (C) A bend placed exactly in between the two brackets. (D) A bend placed in such a way that 1/2 D <dA> 2/3 D. (E) A bend placed at 1/3 D. (F) A bend placed at bracket A.

Die)V)Biegung)erzeugt)zwei)Paare)aus)einem)Drehmoment)und)einer)gerichteten)vertikale)Kraft.)Wird)die)V)Biegung)in)der)Mitte)zwischen)zwei)Brackets)platziert)heben)sich)die)gerichteten)Kräfte)auf.))

)Welche)Drehmomente)und)gerichteten)vertikalen)Kräfte)entstehen,)ist)abhängig)von)der)Lage)der)VEBiegung.)

Page 6 of 10 R. NANDA AND M. UPADHYAY

MIs help in eliminating the element of unpredictability that is generally associated with other traditional anchorage units thereby making the orthodontists completely in charge of the tooth movement desired. However, understanding the mechanics involved here is of paramount importance as it might differ from what we are traditionally accustomed to. Here is a simple example to elucidate the need for under-standing the mechanics with MIs. When using conventional

mechanics, force application is usually parallel to the occlusal plane, and hence, we are required to deal with the force only in one plane. However, because MIs are usually placed apical to the occlusal plane into the bone between the roots of teeth, force applied is always at an angle (Figure 7A and 7B). Therefore, besides the retractive force (r), there is also an intrusive force (i). In addition, with conventional mechanics, the molars or posterior segments usually serve

(A) (B)

(C) (D)

(E) (F)

Figure 6 A two-couple force system between two brackets. MA = Moment generated at bracket A, MB = Moment generated at bracket B, FA = Force generated at bracket A, FB = Force generated at bracket B, D is the distance between the two brackets, dA = Distance between bracket A and the bend in the wire, dB = Distance between bracket B and the bend placed in the wire. (A) and (B) step bends. (C) A bend placed exactly in between the two brackets. (D) A bend placed in such a way that 1/2 D <dA> 2/3 D. (E) A bend placed at 1/3 D. (F) A bend placed at bracket A.

by guest on September 17, 2013

http://ejo.oxfordjournals.org/D

ownloaded from

The third indication for wirebending, namely, to alterthe distribution of forces from that determined by theangle between bracket and wire, the geometry is,however, still relevant1–3,9–14 (Figure 3).Along with the development of new materials, the

marketing and the competition between different manu-facturing companies have become more evident and thelanguage used is less scientific. Brackets are claimed to‘work’ (Figure 4) and wire to ‘think’ (Figure 5) and someproducts are even claimed to ‘speed’ up the biologicalresponse because they are self-ligating (Figure 6). Theclaims have further been focused on all the things

orthodontists would not have to do if they just boughtthe correct product. Outsourcing has entered the ortho-dontic market and there is no end to what the orthodontistneeds to no longer do; wire bending is one of them.The sequence of individualized clear aligners or of

custom-made preformed arches is offered to the ortho-dontist and often supported by public marketingadvertisement.15–20 These concepts may be helpful forthe treatment of certain categories of patients in solvingsome problems, but they cannot in any way beconsidered to replace the manual skill of the orthodon-tist and do not make the biological and mechanicalunderstanding upon which the profession is built super-fluous. The outsourcing of bonding through an indirectset-up undertaken by a laboratory, can facilitate the

Figure 2 Example of how the application of a rectangular loopcan change the force system delivered to a tooth

Figure 1 Example of loops introduced to lower the load deflectionrate when performing vertical correction in the upper arch

Figure 3 The influence of the interbracket position of a ‘V’ bend. The force systems (forces and moments) generated are indicated byarrows. Note how a minor displacement can alter the distribution and direction of forces and moments completely

Figure 4 A working bracket. Is it moving teeth faster?

JO June 2011 Invitation to Submit Northcroft lecture 135

7

Kritzler Biomechanik Handout 7

&&

Teil=Bögen&mit&Truncated&V&Biegung&&

&

Die Konfiguration eines Bogens mit Truncated V Biegung entspricht einer Aufrichtefeder. Sie stellt eine Modifikation der V-Biegung dar, bei der die Biegungen nahe am Bracket vorgenommen werden. Während bei der V-Biegung die Lage der Biegung auf der Strecke zwischen zwei Zähnen für das ausgeübte Kraftsystem von entscheidender Bedeutung ist, wird die Erzeugung des gewünschten Kraftsystems bei der Truncated V Technik durch den Grad der Aktivierung der endständigen Biegungen erzeugt.

&

Bezüglich&der&anliegenden&Drehmomente&und&Kräfte&gelten&dieselben&Regeln&wie&für&die&VOBiegung&&

&&&&&&&&&&&&Während&bei&Lage&der&VOBiegung&genau&in&der&Mitte&zwischen&zwei&Zähnen&nur&entgegengesetzte&Drehmomente&entstehen,&entstehen&bei&Lage&der&VOBiegung&genau&auf&1/3&der&Strecke,&an&dem&Zahn,&der&2/3&von&der&V&Biegung&entfernt&ist,&nur&eine&intrudierende&bzw&extrudierende&Kraft,&während&an&dem&Zahn,&der&genau&1/3&von&der&VOBiegung&entfernt&ist,&eine&Kraft&und&ein&Drehmoment&anliegen.&Deshalb&wird&diese&Stelle&auf&dem&Bogen&auch&als&Dissoziations&Punkt&bezeichnet,&an&dem&sich&Kräfte&und&Drehmomente&trennen.&Befindet&sich&die&Biegung&weder&in&der&Mitte&noch&am&1/3&bzw&2/3&Punkt,&d.h.&wenn&die&V&Biegung&näher&an&einem&als&an&dem&anderen&Zahn&ist,&&wird&das&Drehmoment&an&dem&Zahn,&der&weiter&von&der&V&Biegung&ist&umgekehrt&und&hat&dieselbe&Drehrichting&wie&an&dem&Zahn,&der&Näher&an&der&VOBiegung&liegt.&Mit&steigender&Exentrität&der&Biegung&&steigen&die&Kräfte&an.&&&

&

and it is the degree of bending -with respect to them- that determines the geometry, i.e., the 'V position'. The configuration of the truncated 'V' is identical to that of the root spring, i.e.,

the α/β spring. Utilizing a truncated 'V' instead of a real 'V' bend does offer several advantages. Due to the position of the bends close to the bracket, it does not slide, with respect to the bracket itself; It is less sensible for small displacements, which can change the force system. Furthermore, it is considerably more comfortable for the patient.

9. Minor Bends - Bends and alignments

11/17 - 221/661

The purpose of both this and the previous chapter is to have the clinician understand the force system developed in relation to three typical situations: 1) The force system generated by a wire passing through two malaligned brackets. 2) The force system generated when a wire with bends is tied into two aligned brackets. 3) The force system generated when a wire with bends is tied into malaligned brackets. !9. Minor Bends - Activation with respect to alpha and beta

12/17 - 222/661

In the case of malaligned brackets, a wire with minor bends can be used; but the predictability of the force system depends on the clinician's capacity to independently find and evaluate the activation relative to the two units. The total activation with respect to the two brackets is produced by the mislalignment, Additionally it relates to the wire bending.

An identical force system to two units can be developed by a rectangular loop; and the mutual position of the brackets to a straight wire reflects a geometry IV. This position of the 'V' bend is called the point of dissociation; thus, forces are dissociated from moments.

In those cases, where the 'V' bend is positioned more eccentrically ,

i.e., when the bend is close to one or the other teeth, the moment acting on the bracket at the larger distance from the bend is reversed. It will have the same direction as the one on the adjacent tooth. The force system approaches that of a geometry III. The forces gradually increase with increasing eccentricity.

'V bend position and force system

9. Minor Bends - General rules

7/17 - 217/661 As already mentioned under the force systems, generated by a straight wire, the 'V' bend and the step bend follow the same general rules, with respect to the developed force systems.

An identical force system to two units can be developed by a rectangular loop; and the mutual position of the brackets to a straight wire reflects a geometry IV. This position of the 'V' bend is called the point of dissociation; thus, forces are dissociated from moments.

In those cases, where the 'V' bend is positioned more eccentrically ,

i.e., when the bend is close to one or the other teeth, the moment acting on the bracket at the larger distance from the bend is reversed. It will have the same direction as the one on the adjacent tooth. The force system approaches that of a geometry III. The forces gradually increase with increasing eccentricity.

'V bend position and force system

9. Minor Bends - General rules

7/17 - 217/661 As already mentioned under the force systems, generated by a straight wire, the 'V' bend and the step bend follow the same general rules, with respect to the developed force systems.

An identical force system to two units can be developed by a rectangular loop; and the mutual position of the brackets to a straight wire reflects a geometry IV. This position of the 'V' bend is called the point of dissociation; thus, forces are dissociated from moments.

In those cases, where the 'V' bend is positioned more eccentrically ,

i.e., when the bend is close to one or the other teeth, the moment acting on the bracket at the larger distance from the bend is reversed. It will have the same direction as the one on the adjacent tooth. The force system approaches that of a geometry III. The forces gradually increase with increasing eccentricity.

'V bend position and force system

9. Minor Bends - General rules

7/17 - 217/661 As already mentioned under the force systems, generated by a straight wire, the 'V' bend and the step bend follow the same general rules, with respect to the developed force systems.

219

Kritzler Biomechanik Handout 219

As already seen in relation to molars, the alpha/beta spring does not present any advantage compared to statically determinate appliances. Activation geometry IV Alpha=2 Beta beta titanium 0.017'x0.025' 2nd order

20 mm

15 mm

!

15. Torque and uprighting - Canine uprighting with extrusion - Box loop

As already seen in relation to molars, the alpha/beta spring does not present any advantage compared to statically determinate appliances. Activation geometry IV Alpha=2 Beta beta titanium 0.017'x0.025' 2nd order

20 mm

15 mm

!

15. Torque and uprighting - Canine uprighting with extrusion - Box loop

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

734

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Länge!der!Alpha/Beta!Feder!!

!Kräfte!die!durch!eine!Alpha/Beta!Feder!aus!.017x.025!TMA!mit!Aktivierung!entsprech8end!einer!Klasse!VI!Geometrie!erzeugt!werden.!

! !!!

!

!!!!!Truncated!V!Moderne!Alpha/Beta!Feder!aus!TMA!.017!x!.025!

!!

&&

&&&Das&alpha&(vordere)&Ende&der&Aufrichtefeder&wird&in&das&Vertikalschloss&des&

ALPHA J3 -4mm. I 1 I

1. --c

BETA

PASSIVE _’ r-

4. ro PREACTIVATION

5. /fl--dY COMPENSATION

Fig. 9. Stages of fabrication of the uprighting spring.

c 4

Degree Force Of of

Preactivation Deactivation

ALPHA BETA ~ALPHA BETA 4

0 +45 +45 O 3c

-20~ 0 o LJ t

I 4 Fig. 10. The deactivation forces which result from typical de- grees of preadivation.

& &Bezüglich&der&anliegenden&Drehmomente&u

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

710

Kritzler Biomechanik Handout 26

Page 27: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Eckzahnrotation      Verwendung  von  palatinalen  Hebelarmen    

 Abb.  55      

Wenn  eine  reine  Rotation  oder  Kippung  gewünscht  wird  (  das  Drehmoment  /  Kraft  Verhältnis  in  Bezug  auf  das  Widerstands-­‐zentrum  sollte  unendlich  groß  sein),  oder  wenn  eine  Bewegung  gewünscht  wird,  bei  der  die  translatorische  Komponente  klinisch  unbedeutend  ist,  sollte  der  Hebelarm  so  lang  wie  möglich  sein.

Er  sollte  in  das  Schloss  der  aktiven  Einheit  eingesteckt  /  einligiert  und  mit  einem  Einzelpunktkontakt  an  der  reaktiven  Einheit  angebunden  werden.  In  diesem  Beispiel  wird  ein  sehr  stark  nach  mesial  rotierter  Eckzahn  gezeigt.  Um  seine  Fehlstellung  zu  korrigieren,  wäre  idealerweise  eine  reine  Rotationsbewegung  wünschenswert.  Tatsächlich  wird  jedoch  eine  sehr  großes  Drehmoment  /  Kraft  Verhältnis  am  Widerstandszentrum  der  aktiven  Einheit  benutzt,  welches  klinisch  von  einer  reinen  Rotation  nicht  zu  unterscheiden  ist.  Um  ein  solches  großes  Drehmoment  /  Kraft  Verhältnis  zu  erhalten,  wird  ein  Hebelarm  in  das  Eckzahn-­‐Bracket  einligiert  und  palatinal  am  Molaren  der  Gegenseite  angebunden.  In  Abhängigkeit  von  der  Länge  des  Hebelarms  erzeugt  eine  leichte  Aktivierungs-­‐Kraft  von  20-­‐30  g  ein  adäquates  Drehmoment  am  Widerstandszentrum  des  Eckzahns.  

 

 

 

 

 

 

 

Allgemeine(Regeln(zur(Benutzung(von(Hebelarmen(für(klinische(Anwendungen((Um#dem#Kliniker#eine#Orientierung#für#den#Gebrauch#von#Hebelarmen#zu#geben,#können#einige#einfachen#Regeln#anhand#des#am#Bracket#für#die#Zahnbewegung#benötigten#Drehmoment#/#Kraft#Verhältnisses#aufgestellt#werden.##1)#Wenn#eine#reine#Rotation#oder#Kippung#gewünscht#wird#(#das#Drehmoment#/#Kraft#Verhältnis##in#Bezug#auf#das#Widerstandszentrum#sollte#unendlich#groß#sein),#oder#wenn#eine#Bewegung#gewünscht#wird,#bei#der#die#translatorische#Komponente#klinisch#unbedeutend#ist,##sollte#der#Hebelarm#so#lang#wie#möglich#sein.#Er#sollte#in#das#Schloss#der#aktiven#Einheit#eingesteckt#/#einligiert##und#mit#einem#Einzelpunktkontakt#an#der#reaktiven#Einheit#angebunden#werden.##

##In#diesem#Beispiel#wird#ein#sehr#stark#nach#mesial#rotierter#Eckzahn#gezeigt.#Um#seine#Fehlstellung#zu#korrigeren,#wäre#idealerweise#eine#reine#Rotationsbewegung#wünschenswert.#Tatsächlich#wird##jedoch#eine#sehr#großes#Drehmoment#/#Kraft#Verhältnis#am#Widerstandszentrum#der#aktiven#Einheit#benutzt,#welches#klinisch#von#einer#reinen#Rotation#nicht#zu#unterscheiden#ist.#Um#ein#solches#großes#Drehmoment#/#Kraft#Verhältnis#zu#erhalten,#wird#ein#Hebelarm#in#das#EckzahnSBracket#einligiert#und#palatinal#am#entgegengesetzten#Molaren#angebunden.#In#Abhängigkeit#von#der#Länge#des#Hebelarms#erzeugt#eine#leichte#AktivierungsSKraft#von#20#bis#30#g#ein#adäqutes#Drehmoment#am#Widerstandszentrum#des#Eckzahns.##

11/21 - 144/661 In order to orientate the clinician in the cantilever use, we would like to suggest some simple rules based on the needed M/F at the bracket. 1) If a pure rotation or inclination is desired (M/F ratio at CR should be infinite), or a movement where the translatory component is clinically insignificant, use a cantilever as long as possible. Insert it in the slot of the

active unit and ligate it with a single point of contact to the reactive unit.

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

436

Kritzler Biomechanik Handout 27

Page 28: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Verwendung  von  bukkalen  Hebelarmen

         Abb.  56                      

 

       Abb.  57               Abb.  58            

Der  Hebelarm  aus  0.018  x  0.018  Titanol    (Forestadent®,  Pforzheim,  Deutschland)  wird  mit  dem  Memory  Maker  oder  einer  Hammer-­‐Head  Zange  angefertigt  und  kann  in  90ºSchritten  in  das  Vertikalschloss  des  Eckzahnbrackets  eingesetzt  werden.  Erforderliche  Zwischenwinkel  können  jedoch  nur    durch  den  Memory-­‐Maker  (Forestadent®,  Pforzheim,  Deutschland)  eingebogen  werden.  Dadurch  kann  das  ausrotierende  Drehmoment  zwischen  4  und  8  Nmm  begrenzt  werden.  

Um  die  gleichzeitig  mit  der  Rotation  erfolgende  Versetzung  des  Eckzahns  nach  lingual  zu  kontrollieren,  sollte  er  bei  Bedarf  zusätzlich  mit  einer  Gummiligatur  am  umlaufenden  Bogen  befestigt  werden.

Es  werden  Brackets  mit  Vertikalschloss  benötigt:  z.B.  Forestadent  Mini  Mono  Brackets  Roth  Vertical  Slot,  Pforzheim,  Deutschland  

       

&&Derotation&von&Zähnen&&Ausrotieren&vom&Einzelzähnen&mit&NiTi&Elementen&(vertik�les&Schloss&am &Bracket&erforderlich)&&

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Sander C, et al. Ausrotation von Eckzähnen

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Materials and MethodsWe use brackets with a .018" ! .018" vertical slot for the derotation of teeth (Figure 1). The dimension of the hori-zontal slot can be .018" or .022". These brackets belong to the Mini-Mono® series of brackets (Forestadent®, Pfor-zheim, Germany). To execute the torquing moments, a .018" ! .018" NiTi wire (Titanol®, Forestadent®, Pforzheim, Germany) is used (Figure 2). This wire fills the bracket’s vertical slot. This segmental archwire can be purchased pre-fabricated from the Forestadent® company (Pforzheim, Germany) as a “derotation spring”, or it can be made by the practitioner him- or herself out of a .018" ! .018" Tita-nol® wire with the aid of a Memory-Maker (Forestadent®, Pforzheim, Germany) [8]. The NiTi wire has a 90° bend and can be put in the second molar tube for distorotation, or, depending upon the tooth to be derotated, ligated to the more mesial or more distal brackets as a piggyback-arch-wire (Figures 3 and 4). An intrusion or extrusion of the tooth to be derotated can also be adjusted by additional bends in the horizontal part of the derotation wires.

Figures 5a to 5d show the in-vitro measurement set-up during the derotation of a canine and the corresponding co-ordinate system.

We measured the acting forces and moments in an ex-periment. The experimental set-up consisted of a hexapode (Physic Instruments, Karlsruhe, Germany) with an addition-al rotary table (Figure 5a). This rotary table allowed the un-limited simulation of rotational movements. To measure the forces and moments, we placed on the rotary table a force-moment sensor (self-made) that recorded the forces and mo-ments acting on the tooth to be derotated (Figures 5b and

Drehmomenten und Kräften eine Ausrotation zu erzeugen, ohne dabei die ablaufenden Phasen der Nivellierung zu beein-trächtigen. Ein derartiges Vorgehen kann nur durch die zu-sätzliche Anwendung von Teilbögen realisiert werden [2, 3].

Material und MethodikFür die Derotation von Zähnen verwenden wir Brackets mit einem Vertikalslot der Dimension .018" ! .018" (Abbildung 1). Der horizontale Slot kann in der Dimension .018" oder .022" gewählt werden. Diese Brackets sind aus der Bra-cketserie Mini-Mono® (Forestadent®, Pforzheim, Deutsch-land). Für die Ausübung der Drehmomente verwenden wir einen NiTi-Draht der Dimension .018" ! .018" (Titanol®, Forestadent®, Pforzheim, Deutschland) (Abbildung 2). Die-ser Draht füllt den vertikalen Slot der Brackets aus. Diesen Teilbogen gibt es als Fertigteil bei der Firma Forestadent® (Pforzheim, Deutschland) als „Derotationsfeder“. Er kann vom Anwender mit Hilfe eines Memory-Makers (Foresta-dent®, Pforzheim, Deutschland) [8] aus einem 0.18" ! .018" Titanol®-Stangendraht selbst hergestellt werden. Der NiTi-Draht hat eine 90°-Biegung und kann entweder für Distoro-tationen in das zweite Molarenröhrchen gesteckt werden oder als Piggyback-(Huckepack-)Bogen (Abbildungen 3 und 4), je nach Rotation des auszurotierenden Zahnes, an die mesialeren oder distaleren Brackets mit anligiert wer-den. Durch zusätzliche Biegungen in den horizontalen Teil der Derotationsdrähte kann auch noch eine Intrusion oder Extrusion des auszurotierenden Zahnes eingestellt werden.

Die Abbildungen 5a bis 5d zeigen den In-vitro-Messauf-bau bei der Derotation eines Eckzahnes und das dazugehö-rige Koordinatensystem.

Figure 3. The additional .018" ! .018" NiTi archwire is inserted in the vertical slot to derotate the canine.

Abbildung 3. Der zusätzliche NiTi-Bogen der Dimension .018" ! .018" ist zur Ausrotation des Eckzahnes in den vertikalen Slot eingeführt.

Figure 4. One can rotate the canine distally and mesially, depending on where the additional archwire is fastened.

Abbildung 4. Es ist möglich, den Eckzahn sowohl nach distal als auch nach mesial zu rotieren, je nachdem wo der Zusatzbogen befestigt wird.

Sander C, et al. Canine Derotation

122 J Orofac Orthop 2006 · No. 2 © Urban & Vogel

molar and the same force at the canine in the opposite di-rection. The eccentric forces also show the typical behavior of a pseudoelastic alloy on the unloading curve. There is a force plateau of 0.35–0.6 N between 40°–110° activation. The tooth should be tied to the archwire via a ligature (Fig-ure 8) in order to avoid a lateral movement, either lingually or palatally-directed, of the tooth to be derotated. With teeth that are extremely rotated (more than 40°), we rec-ommend torquing the nickel-titanium wire by 45° (Figure 9) by programming a new memory into the NiTi wire using the Memory-Maker. In these cases we assumed that the first part of the NiTi wire’s activation should be considered a preactivation.

bei einer Aktivierung von 30°–110° zu erkennen. Dieses Ergebnis bedeutet, dass bei dem ausrotierten Zahn noch ein Moment von ca. 6 Nmm existent ist, was zu einer „Überausrotation“ des Zahnes genutzt werden kann. Ist keine Überkorrektur erforderlich, kann eine Stahlligatur am Eckzahn die Bewegung stoppen bzw. die Rotationsfe-der entfernt werden.

Das Drehmoment auf den Eckzahn hatte die Wirkung einer exzentrischen Biegung. Dies bedeutet, ein zu derotie-render Zahn wurde nach lingual bzw. nach palatinal bewegt mit der in Abbildung 7 abzulesenden Kraft. Gleichzeitig wur-de das Verankerungssegment (bzw. der Molar) mit dieser Kraft nach vestibulär belastet. Das Drehmoment erzeugt eine nach bukkal gerichtete Kraft beim Molaren und eine gleich

Figure 8. If one does not wish that the tooth to be derotated move lin-gually, it should be tied to the archwire via a ligature, as described above.

Abbildung 8. Ist eine linguale Bewegung des auszurotierenden Zahnes nicht erwünscht, sollte dieser mit einer Ligatur am Bogen befestigt wer-den wie oben beschrieben.

Figure 9. Torque of NiTi segmental archwire with extremely rotated teeth. As shown on the right, the segmental archwire can be inserted in 90°-steps. Each intermediate angle can be bent in by the Memory-Maker (Fo-restadent®, Pforzheim, Germany). This measure ensures that the derota-ting torquing moment is restricted to between 4 and 8 Nmm.

Abbildung 9. Torque des NiTi-Teilbogens im Falle eines stark rotierten Zahnes. Wie rechts gezeigt, kann der Teilbogen in jeweils 90°-Schritten eingesetzt werden. Jeder Zwischenwinkel kann durch den Memory-Maker (Forestadent®, Pforzheim) eingebogen werden. Dadurch kann das ausro-tierende Drehmoment zwischen 4 und 8 Nmm begrenzt werden.

Figure 10. Derotation of an extremely mesially-rotated canine with the described technique.

Abbildung 10. Derotation eines stark nach mesial gedrehten Eckzahnes mit der beschriebenen Technik.

Figure 11. After 8 weeks, the canine can be integrated into the fixed appliance.

Abbildung 11. Nach acht Wochen kann der Eckzahn in die Multibandap-paratur eingegliedert werden.

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

240

&&Derotation&von&Zähnen&&Ausrotieren&vom&Einzelzähnen&mit&NiTi&Elementen&(vertik�les&Schloss&am &Bracket&erforderlich)&&

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Sander C, et al. Ausrotation von Eckzähnen

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Materials and MethodsWe use brackets with a .018" ! .018" vertical slot for the derotation of teeth (Figure 1). The dimension of the hori-zontal slot can be .018" or .022". These brackets belong to the Mini-Mono® series of brackets (Forestadent®, Pfor-zheim, Germany). To execute the torquing moments, a .018" ! .018" NiTi wire (Titanol®, Forestadent®, Pforzheim, Germany) is used (Figure 2). This wire fills the bracket’s vertical slot. This segmental archwire can be purchased pre-fabricated from the Forestadent® company (Pforzheim, Germany) as a “derotation spring”, or it can be made by the practitioner him- or herself out of a .018" ! .018" Tita-nol® wire with the aid of a Memory-Maker (Forestadent®, Pforzheim, Germany) [8]. The NiTi wire has a 90° bend and can be put in the second molar tube for distorotation, or, depending upon the tooth to be derotated, ligated to the more mesial or more distal brackets as a piggyback-arch-wire (Figures 3 and 4). An intrusion or extrusion of the tooth to be derotated can also be adjusted by additional bends in the horizontal part of the derotation wires.

Figures 5a to 5d show the in-vitro measurement set-up during the derotation of a canine and the corresponding co-ordinate system.

We measured the acting forces and moments in an ex-periment. The experimental set-up consisted of a hexapode (Physic Instruments, Karlsruhe, Germany) with an addition-al rotary table (Figure 5a). This rotary table allowed the un-limited simulation of rotational movements. To measure the forces and moments, we placed on the rotary table a force-moment sensor (self-made) that recorded the forces and mo-ments acting on the tooth to be derotated (Figures 5b and

Drehmomenten und Kräften eine Ausrotation zu erzeugen, ohne dabei die ablaufenden Phasen der Nivellierung zu beein-trächtigen. Ein derartiges Vorgehen kann nur durch die zu-sätzliche Anwendung von Teilbögen realisiert werden [2, 3].

Material und MethodikFür die Derotation von Zähnen verwenden wir Brackets mit einem Vertikalslot der Dimension .018" ! .018" (Abbildung 1). Der horizontale Slot kann in der Dimension .018" oder .022" gewählt werden. Diese Brackets sind aus der Bra-cketserie Mini-Mono® (Forestadent®, Pforzheim, Deutsch-land). Für die Ausübung der Drehmomente verwenden wir einen NiTi-Draht der Dimension .018" ! .018" (Titanol®, Forestadent®, Pforzheim, Deutschland) (Abbildung 2). Die-ser Draht füllt den vertikalen Slot der Brackets aus. Diesen Teilbogen gibt es als Fertigteil bei der Firma Forestadent® (Pforzheim, Deutschland) als „Derotationsfeder“. Er kann vom Anwender mit Hilfe eines Memory-Makers (Foresta-dent®, Pforzheim, Deutschland) [8] aus einem 0.18" ! .018" Titanol®-Stangendraht selbst hergestellt werden. Der NiTi-Draht hat eine 90°-Biegung und kann entweder für Distoro-tationen in das zweite Molarenröhrchen gesteckt werden oder als Piggyback-(Huckepack-)Bogen (Abbildungen 3 und 4), je nach Rotation des auszurotierenden Zahnes, an die mesialeren oder distaleren Brackets mit anligiert wer-den. Durch zusätzliche Biegungen in den horizontalen Teil der Derotationsdrähte kann auch noch eine Intrusion oder Extrusion des auszurotierenden Zahnes eingestellt werden.

Die Abbildungen 5a bis 5d zeigen den In-vitro-Messauf-bau bei der Derotation eines Eckzahnes und das dazugehö-rige Koordinatensystem.

Figure 3. The additional .018" ! .018" NiTi archwire is inserted in the vertical slot to derotate the canine.

Abbildung 3. Der zusätzliche NiTi-Bogen der Dimension .018" ! .018" ist zur Ausrotation des Eckzahnes in den vertikalen Slot eingeführt.

Figure 4. One can rotate the canine distally and mesially, depending on where the additional archwire is fastened.

Abbildung 4. Es ist möglich, den Eckzahn sowohl nach distal als auch nach mesial zu rotieren, je nachdem wo der Zusatzbogen befestigt wird.

Sander C, et al. Canine Derotation

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molar and the same force at the canine in the opposite di-rection. The eccentric forces also show the typical behavior of a pseudoelastic alloy on the unloading curve. There is a force plateau of 0.35–0.6 N between 40°–110° activation. The tooth should be tied to the archwire via a ligature (Fig-ure 8) in order to avoid a lateral movement, either lingually or palatally-directed, of the tooth to be derotated. With teeth that are extremely rotated (more than 40°), we rec-ommend torquing the nickel-titanium wire by 45° (Figure 9) by programming a new memory into the NiTi wire using the Memory-Maker. In these cases we assumed that the first part of the NiTi wire’s activation should be considered a preactivation.

bei einer Aktivierung von 30°–110° zu erkennen. Dieses Ergebnis bedeutet, dass bei dem ausrotierten Zahn noch ein Moment von ca. 6 Nmm existent ist, was zu einer „Überausrotation“ des Zahnes genutzt werden kann. Ist keine Überkorrektur erforderlich, kann eine Stahlligatur am Eckzahn die Bewegung stoppen bzw. die Rotationsfe-der entfernt werden.

Das Drehmoment auf den Eckzahn hatte die Wirkung einer exzentrischen Biegung. Dies bedeutet, ein zu derotie-render Zahn wurde nach lingual bzw. nach palatinal bewegt mit der in Abbildung 7 abzulesenden Kraft. Gleichzeitig wur-de das Verankerungssegment (bzw. der Molar) mit dieser Kraft nach vestibulär belastet. Das Drehmoment erzeugt eine nach bukkal gerichtete Kraft beim Molaren und eine gleich

Figure 8. If one does not wish that the tooth to be derotated move lin-gually, it should be tied to the archwire via a ligature, as described above.

Abbildung 8. Ist eine linguale Bewegung des auszurotierenden Zahnes nicht erwünscht, sollte dieser mit einer Ligatur am Bogen befestigt wer-den wie oben beschrieben.

Figure 9. Torque of NiTi segmental archwire with extremely rotated teeth. As shown on the right, the segmental archwire can be inserted in 90°-steps. Each intermediate angle can be bent in by the Memory-Maker (Fo-restadent®, Pforzheim, Germany). This measure ensures that the derota-ting torquing moment is restricted to between 4 and 8 Nmm.

Abbildung 9. Torque des NiTi-Teilbogens im Falle eines stark rotierten Zahnes. Wie rechts gezeigt, kann der Teilbogen in jeweils 90°-Schritten eingesetzt werden. Jeder Zwischenwinkel kann durch den Memory-Maker (Forestadent®, Pforzheim) eingebogen werden. Dadurch kann das ausro-tierende Drehmoment zwischen 4 und 8 Nmm begrenzt werden.

Figure 10. Derotation of an extremely mesially-rotated canine with the described technique.

Abbildung 10. Derotation eines stark nach mesial gedrehten Eckzahnes mit der beschriebenen Technik.

Figure 11. After 8 weeks, the canine can be integrated into the fixed appliance.

Abbildung 11. Nach acht Wochen kann der Eckzahn in die Multibandap-paratur eingegliedert werden.

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&&Derotation&von&Zähnen&&Ausrotieren&vom&Einzelzähnen&mit&NiTi&Elementen&(vertik�les&Schloss&am &Bracket&erforderlich)&&

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Sander C, et al. Ausrotation von Eckzähnen

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Materials and MethodsWe use brackets with a .018" ! .018" vertical slot for the derotation of teeth (Figure 1). The dimension of the hori-zontal slot can be .018" or .022". These brackets belong to the Mini-Mono® series of brackets (Forestadent®, Pfor-zheim, Germany). To execute the torquing moments, a .018" ! .018" NiTi wire (Titanol®, Forestadent®, Pforzheim, Germany) is used (Figure 2). This wire fills the bracket’s vertical slot. This segmental archwire can be purchased pre-fabricated from the Forestadent® company (Pforzheim, Germany) as a “derotation spring”, or it can be made by the practitioner him- or herself out of a .018" ! .018" Tita-nol® wire with the aid of a Memory-Maker (Forestadent®, Pforzheim, Germany) [8]. The NiTi wire has a 90° bend and can be put in the second molar tube for distorotation, or, depending upon the tooth to be derotated, ligated to the more mesial or more distal brackets as a piggyback-arch-wire (Figures 3 and 4). An intrusion or extrusion of the tooth to be derotated can also be adjusted by additional bends in the horizontal part of the derotation wires.

Figures 5a to 5d show the in-vitro measurement set-up during the derotation of a canine and the corresponding co-ordinate system.

We measured the acting forces and moments in an ex-periment. The experimental set-up consisted of a hexapode (Physic Instruments, Karlsruhe, Germany) with an addition-al rotary table (Figure 5a). This rotary table allowed the un-limited simulation of rotational movements. To measure the forces and moments, we placed on the rotary table a force-moment sensor (self-made) that recorded the forces and mo-ments acting on the tooth to be derotated (Figures 5b and

Drehmomenten und Kräften eine Ausrotation zu erzeugen, ohne dabei die ablaufenden Phasen der Nivellierung zu beein-trächtigen. Ein derartiges Vorgehen kann nur durch die zu-sätzliche Anwendung von Teilbögen realisiert werden [2, 3].

Material und MethodikFür die Derotation von Zähnen verwenden wir Brackets mit einem Vertikalslot der Dimension .018" ! .018" (Abbildung 1). Der horizontale Slot kann in der Dimension .018" oder .022" gewählt werden. Diese Brackets sind aus der Bra-cketserie Mini-Mono® (Forestadent®, Pforzheim, Deutsch-land). Für die Ausübung der Drehmomente verwenden wir einen NiTi-Draht der Dimension .018" ! .018" (Titanol®, Forestadent®, Pforzheim, Deutschland) (Abbildung 2). Die-ser Draht füllt den vertikalen Slot der Brackets aus. Diesen Teilbogen gibt es als Fertigteil bei der Firma Forestadent® (Pforzheim, Deutschland) als „Derotationsfeder“. Er kann vom Anwender mit Hilfe eines Memory-Makers (Foresta-dent®, Pforzheim, Deutschland) [8] aus einem 0.18" ! .018" Titanol®-Stangendraht selbst hergestellt werden. Der NiTi-Draht hat eine 90°-Biegung und kann entweder für Distoro-tationen in das zweite Molarenröhrchen gesteckt werden oder als Piggyback-(Huckepack-)Bogen (Abbildungen 3 und 4), je nach Rotation des auszurotierenden Zahnes, an die mesialeren oder distaleren Brackets mit anligiert wer-den. Durch zusätzliche Biegungen in den horizontalen Teil der Derotationsdrähte kann auch noch eine Intrusion oder Extrusion des auszurotierenden Zahnes eingestellt werden.

Die Abbildungen 5a bis 5d zeigen den In-vitro-Messauf-bau bei der Derotation eines Eckzahnes und das dazugehö-rige Koordinatensystem.

Figure 3. The additional .018" ! .018" NiTi archwire is inserted in the vertical slot to derotate the canine.

Abbildung 3. Der zusätzliche NiTi-Bogen der Dimension .018" ! .018" ist zur Ausrotation des Eckzahnes in den vertikalen Slot eingeführt.

Figure 4. One can rotate the canine distally and mesially, depending on where the additional archwire is fastened.

Abbildung 4. Es ist möglich, den Eckzahn sowohl nach distal als auch nach mesial zu rotieren, je nachdem wo der Zusatzbogen befestigt wird.

Sander C, et al. Canine Derotation

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molar and the same force at the canine in the opposite di-rection. The eccentric forces also show the typical behavior of a pseudoelastic alloy on the unloading curve. There is a force plateau of 0.35–0.6 N between 40°–110° activation. The tooth should be tied to the archwire via a ligature (Fig-ure 8) in order to avoid a lateral movement, either lingually or palatally-directed, of the tooth to be derotated. With teeth that are extremely rotated (more than 40°), we rec-ommend torquing the nickel-titanium wire by 45° (Figure 9) by programming a new memory into the NiTi wire using the Memory-Maker. In these cases we assumed that the first part of the NiTi wire’s activation should be considered a preactivation.

bei einer Aktivierung von 30°–110° zu erkennen. Dieses Ergebnis bedeutet, dass bei dem ausrotierten Zahn noch ein Moment von ca. 6 Nmm existent ist, was zu einer „Überausrotation“ des Zahnes genutzt werden kann. Ist keine Überkorrektur erforderlich, kann eine Stahlligatur am Eckzahn die Bewegung stoppen bzw. die Rotationsfe-der entfernt werden.

Das Drehmoment auf den Eckzahn hatte die Wirkung einer exzentrischen Biegung. Dies bedeutet, ein zu derotie-render Zahn wurde nach lingual bzw. nach palatinal bewegt mit der in Abbildung 7 abzulesenden Kraft. Gleichzeitig wur-de das Verankerungssegment (bzw. der Molar) mit dieser Kraft nach vestibulär belastet. Das Drehmoment erzeugt eine nach bukkal gerichtete Kraft beim Molaren und eine gleich

Figure 8. If one does not wish that the tooth to be derotated move lin-gually, it should be tied to the archwire via a ligature, as described above.

Abbildung 8. Ist eine linguale Bewegung des auszurotierenden Zahnes nicht erwünscht, sollte dieser mit einer Ligatur am Bogen befestigt wer-den wie oben beschrieben.

Figure 9. Torque of NiTi segmental archwire with extremely rotated teeth. As shown on the right, the segmental archwire can be inserted in 90°-steps. Each intermediate angle can be bent in by the Memory-Maker (Fo-restadent®, Pforzheim, Germany). This measure ensures that the derota-ting torquing moment is restricted to between 4 and 8 Nmm.

Abbildung 9. Torque des NiTi-Teilbogens im Falle eines stark rotierten Zahnes. Wie rechts gezeigt, kann der Teilbogen in jeweils 90°-Schritten eingesetzt werden. Jeder Zwischenwinkel kann durch den Memory-Maker (Forestadent®, Pforzheim) eingebogen werden. Dadurch kann das ausro-tierende Drehmoment zwischen 4 und 8 Nmm begrenzt werden.

Figure 10. Derotation of an extremely mesially-rotated canine with the described technique.

Abbildung 10. Derotation eines stark nach mesial gedrehten Eckzahnes mit der beschriebenen Technik.

Figure 11. After 8 weeks, the canine can be integrated into the fixed appliance.

Abbildung 11. Nach acht Wochen kann der Eckzahn in die Multibandap-paratur eingegliedert werden.

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

240

&&Derotation&von&Zähnen&&Ausrotieren&vom&Einzelzähnen&mit&NiTi&Elementen&(vertik�les&Schloss&am &Bracket&erforderlich)&&

&&

&&&&&&&&&&&&

Sander C, et al. Ausrotation von Eckzähnen

119J Orofac Orthop 2006 · No. 2 © Urban & Vogel

Materials and MethodsWe use brackets with a .018" ! .018" vertical slot for the derotation of teeth (Figure 1). The dimension of the hori-zontal slot can be .018" or .022". These brackets belong to the Mini-Mono® series of brackets (Forestadent®, Pfor-zheim, Germany). To execute the torquing moments, a .018" ! .018" NiTi wire (Titanol®, Forestadent®, Pforzheim, Germany) is used (Figure 2). This wire fills the bracket’s vertical slot. This segmental archwire can be purchased pre-fabricated from the Forestadent® company (Pforzheim, Germany) as a “derotation spring”, or it can be made by the practitioner him- or herself out of a .018" ! .018" Tita-nol® wire with the aid of a Memory-Maker (Forestadent®, Pforzheim, Germany) [8]. The NiTi wire has a 90° bend and can be put in the second molar tube for distorotation, or, depending upon the tooth to be derotated, ligated to the more mesial or more distal brackets as a piggyback-arch-wire (Figures 3 and 4). An intrusion or extrusion of the tooth to be derotated can also be adjusted by additional bends in the horizontal part of the derotation wires.

Figures 5a to 5d show the in-vitro measurement set-up during the derotation of a canine and the corresponding co-ordinate system.

We measured the acting forces and moments in an ex-periment. The experimental set-up consisted of a hexapode (Physic Instruments, Karlsruhe, Germany) with an addition-al rotary table (Figure 5a). This rotary table allowed the un-limited simulation of rotational movements. To measure the forces and moments, we placed on the rotary table a force-moment sensor (self-made) that recorded the forces and mo-ments acting on the tooth to be derotated (Figures 5b and

Drehmomenten und Kräften eine Ausrotation zu erzeugen, ohne dabei die ablaufenden Phasen der Nivellierung zu beein-trächtigen. Ein derartiges Vorgehen kann nur durch die zu-sätzliche Anwendung von Teilbögen realisiert werden [2, 3].

Material und MethodikFür die Derotation von Zähnen verwenden wir Brackets mit einem Vertikalslot der Dimension .018" ! .018" (Abbildung 1). Der horizontale Slot kann in der Dimension .018" oder .022" gewählt werden. Diese Brackets sind aus der Bra-cketserie Mini-Mono® (Forestadent®, Pforzheim, Deutsch-land). Für die Ausübung der Drehmomente verwenden wir einen NiTi-Draht der Dimension .018" ! .018" (Titanol®, Forestadent®, Pforzheim, Deutschland) (Abbildung 2). Die-ser Draht füllt den vertikalen Slot der Brackets aus. Diesen Teilbogen gibt es als Fertigteil bei der Firma Forestadent® (Pforzheim, Deutschland) als „Derotationsfeder“. Er kann vom Anwender mit Hilfe eines Memory-Makers (Foresta-dent®, Pforzheim, Deutschland) [8] aus einem 0.18" ! .018" Titanol®-Stangendraht selbst hergestellt werden. Der NiTi-Draht hat eine 90°-Biegung und kann entweder für Distoro-tationen in das zweite Molarenröhrchen gesteckt werden oder als Piggyback-(Huckepack-)Bogen (Abbildungen 3 und 4), je nach Rotation des auszurotierenden Zahnes, an die mesialeren oder distaleren Brackets mit anligiert wer-den. Durch zusätzliche Biegungen in den horizontalen Teil der Derotationsdrähte kann auch noch eine Intrusion oder Extrusion des auszurotierenden Zahnes eingestellt werden.

Die Abbildungen 5a bis 5d zeigen den In-vitro-Messauf-bau bei der Derotation eines Eckzahnes und das dazugehö-rige Koordinatensystem.

Figure 3. The additional .018" ! .018" NiTi archwire is inserted in the vertical slot to derotate the canine.

Abbildung 3. Der zusätzliche NiTi-Bogen der Dimension .018" ! .018" ist zur Ausrotation des Eckzahnes in den vertikalen Slot eingeführt.

Figure 4. One can rotate the canine distally and mesially, depending on where the additional archwire is fastened.

Abbildung 4. Es ist möglich, den Eckzahn sowohl nach distal als auch nach mesial zu rotieren, je nachdem wo der Zusatzbogen befestigt wird.

Sander C, et al. Canine Derotation

122 J Orofac Orthop 2006 · No. 2 © Urban & Vogel

molar and the same force at the canine in the opposite di-rection. The eccentric forces also show the typical behavior of a pseudoelastic alloy on the unloading curve. There is a force plateau of 0.35–0.6 N between 40°–110° activation. The tooth should be tied to the archwire via a ligature (Fig-ure 8) in order to avoid a lateral movement, either lingually or palatally-directed, of the tooth to be derotated. With teeth that are extremely rotated (more than 40°), we rec-ommend torquing the nickel-titanium wire by 45° (Figure 9) by programming a new memory into the NiTi wire using the Memory-Maker. In these cases we assumed that the first part of the NiTi wire’s activation should be considered a preactivation.

bei einer Aktivierung von 30°–110° zu erkennen. Dieses Ergebnis bedeutet, dass bei dem ausrotierten Zahn noch ein Moment von ca. 6 Nmm existent ist, was zu einer „Überausrotation“ des Zahnes genutzt werden kann. Ist keine Überkorrektur erforderlich, kann eine Stahlligatur am Eckzahn die Bewegung stoppen bzw. die Rotationsfe-der entfernt werden.

Das Drehmoment auf den Eckzahn hatte die Wirkung einer exzentrischen Biegung. Dies bedeutet, ein zu derotie-render Zahn wurde nach lingual bzw. nach palatinal bewegt mit der in Abbildung 7 abzulesenden Kraft. Gleichzeitig wur-de das Verankerungssegment (bzw. der Molar) mit dieser Kraft nach vestibulär belastet. Das Drehmoment erzeugt eine nach bukkal gerichtete Kraft beim Molaren und eine gleich

Figure 8. If one does not wish that the tooth to be derotated move lin-gually, it should be tied to the archwire via a ligature, as described above.

Abbildung 8. Ist eine linguale Bewegung des auszurotierenden Zahnes nicht erwünscht, sollte dieser mit einer Ligatur am Bogen befestigt wer-den wie oben beschrieben.

Figure 9. Torque of NiTi segmental archwire with extremely rotated teeth. As shown on the right, the segmental archwire can be inserted in 90°-steps. Each intermediate angle can be bent in by the Memory-Maker (Fo-restadent®, Pforzheim, Germany). This measure ensures that the derota-ting torquing moment is restricted to between 4 and 8 Nmm.

Abbildung 9. Torque des NiTi-Teilbogens im Falle eines stark rotierten Zahnes. Wie rechts gezeigt, kann der Teilbogen in jeweils 90°-Schritten eingesetzt werden. Jeder Zwischenwinkel kann durch den Memory-Maker (Forestadent®, Pforzheim) eingebogen werden. Dadurch kann das ausro-tierende Drehmoment zwischen 4 und 8 Nmm begrenzt werden.

Figure 10. Derotation of an extremely mesially-rotated canine with the described technique.

Abbildung 10. Derotation eines stark nach mesial gedrehten Eckzahnes mit der beschriebenen Technik.

Figure 11. After 8 weeks, the canine can be integrated into the fixed appliance.

Abbildung 11. Nach acht Wochen kann der Eckzahn in die Multibandap-paratur eingegliedert werden.

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

240

Kritzler Biomechanik Handout 28

Page 29: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Welche  Seite  des  Hebels  wird  angebunden,  welche  einligiert?    Wenn  eine  Kombination  aus  Rotation  oder  Kippung  und  gleichzeitiger  Translationsbewegung  benötigt  wird,  sollte  ein  kurzer  Hebelarm  an  der  aktiven  Einheit  benutzt  werden,  dessen  Länge  gleich  dem    gewünschten  Drehmoment-­‐Kraft  Verhältnis  am  Bracket  ist.    

 Abb.  59            

Der  Eckzahn  benötigt  sowohl  eine  Extrusion  als  auch  eine  Kippung.  Ein  Hebelarm  ist  in  das  Eckzahn-­‐  Bracket  einligiert  und  am  Molaren  angebunden  und  erzeugt  die  richtige  Kombination  aus  Kraft  und  Drehmoment  mit  einem  dazu  passenden  Drehmoment  /  Kraft  Verhältnis

 

Wenn  ein  Drehmoment  /  Kraft  Verhältnis  von  0  erforderlich  ist,  welches,  in  Abhängigkeit  von  der  Orientierung  der  Kraft  und  der  Raumebene,  unter-­‐schiedliche  Zahnbewegungen  erzeugen  kann,  sollte  der  Hebelarm  in  die  Verankerungseinheit  eingesteckt  und  an  das  Bracket  der  aktiven  Einheit  angebunden  werden.  

 

 Abb.  60                

Der  Eckzahn  ist  nach  lingual    verlagert.  Eine  Erfordernis  der  Derotation  besteht  nicht.  Ein  nach  bukkal  ausgerichteter  Kraft-­‐Vektor  hat  eine  Krafteinwirkungs-­‐  linie,  die  direkt  durch  das  Widerstands-­‐  zentrum  des  Zahnes  und  des  Brackets  geht.  Ein  Hebelarm,  der  eine  solche  Kraft  erzeugt,  ist  in  das  Molarenröhrchen  eingesteckt  und  am  Bracket  des  Eckzahns  angebunden

 

Er  erzeugt  so  das  am  Bracket  und  Widerstandszentrum  benötigte  Drehmoment  /  Kraft  Verhältnis  von  0.  

2)#Wenn#eine#Kombination#aus#Rotation#oder#Kippung#und#gleichzeitiger#Translationsbewegung#benötigt#wird,#sollte#ein#kurzer#Hebelarm#an#der#aktiven#Einheit#benutzt#werden,#dessen#Länge#gleich#dem#gewünschten#DrehmomentSKraft#Verhältnis#am#Bracket#ist.##

##

Der#Eckzahn#benötigt#sowohl#eine#Extrusion#als#auch#eine#Kippung.#Ein#Hebelarm#ist#in#das#EckzahnSBracket#einligiert#und#am#Molaren#angebunden#und#erzeugt#die#richtige#Kombination#aus#Kraft#und#Drehmoment#mit#einem#dazu#passenden#Drehmoment#/#Kraft#Verhältnis.

#Wenn#das#benötigte#Drehmoment#/#Kraft#Verhältnis#niedrig#ist#(d.h.#kleinS#er#als#10)#sollte#der#Hebelarm#in#die#Verankerungseinheit#einligiert#werden#und#an#einem#PowerSArm,#der#an#der#aktiven#Einheit#befestigt#ist,#angebunden#werden.###

###

Der#linke#obere#mittelere#Schneidezahn#benötigt#eine#Intrusion#und#einen#geSringen#Anteil#an#Mesialkippung#um#seiSne#ideale#Position#einzunehmen.#Daher#ist#ein#niedriges#Drehmoment#/#Kraft#Verhältnis#am#Bracket#erforderlich.#Ein#langer#Hebelarm#ist#in#das#rechte#MolaSrenröhrchen#eingesteckt#und#wird#an#einen#kurzen#Hebelarm,#der#am#linken#Schneidezahn#befestigt#ist,#angebunden,#um#das##erforderliche#Kraftsystem#zu#generieren.

##########

2) If a combination of rotation or inclination with translation is desired, use a shorter cantilever (its length should be equal to the desired M/F at

bracket) inserted into the active unit.

If the needed M/F is low (e.g. < 10), insert the cantilever into the reactive unit

and ligate it to a power arm extending from the active unit bracket.

3) If a M/F of 0 at the bracket is needed that can produce different kinds of movements, depending on the force orientation and the plane of the space, insert the cantilever into the reactive unit and ligate it to the bracket of the

active unit .

Cantilever design depending on needed vector:

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

438

Kritzler Biomechanik Handout 29

Page 30: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Verwendung  von  2  Hebelarmen    

 Abb.  61,  62,  63,  64                              

$$ $Der$Power$Arm$ist$am$Bracket$des$seitlichen$Schneidezahns$angebracht.$

Hierdurch$erzeugt$die$über$den$Hebelarm$generierte$Kraft$ein$Drehmoment$

/$Kraft$Verhältnis$welches$gleich$der$Länge$des$Powerarms$ist$(wenn$dieser$

senkrecht$$zur$Krafteinwirkungslinie$ist)$

$$$ $Ein$Hebelarm$zur$Aufrichtung$des$posterioren$Segments$ist$in$einen$PowerK

Arm,$der$am$Eckzahn$befestigt$ist$einligiert.$Der$6er$ist$über$einen$starren$

Bogen$mit$dem$5er$verbunden.$Der$Hebelarm$ist$im$UtilityKRöhrchen$

eingesteckt.$Die$Mechanik$liefert$eine$intrudierende$Kraft$am$Eckzahn$von$

30g$und$eine$Extrudierende$Kraft$am$Molaren$von$30g$in$Verbindung$mit$

einem$Drehmomnet$am$Molaren$von$750gmm.$

$$$$ $Da$der$Kraftansatzpunkt$am$Eckzahn$nach$vorne$verlegt$wurde,$erzeugt$die$

intrudierende$Kraft$auch$eine$Mesialkippung$des$Eckzahns$in$Bezug$auf$$

sein$Widerstandszentrum.$Diese$Kraftsystem$ist$in$Bezug$auf$beide$

beteiltigten$Einheiten$konsistent.$

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

433

Kritzler Biomechanik Handout 30

Page 31: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Wie  lang  sollte  der  Hebelarm  sein?    Hebelarme  sollten  so  lang  wie  möglich  sein,  wenn  ihr  Ziel  nur  die  Erzeugung  eines  Drehmoments  ist.  So  ist  die  Applikation  einer  hohen  Kraft  weniger  wünschenswert,  wenn  z.B.  ein  Hebelarm  gebraucht  wird,  um  einen  Molaren  aufzurichten,  der  nicht  extrudiert  werden  sollte.  Der  Hebelarm  sollte  deshalb  so  lang  wie  möglich  sein  oder  ihm  sollte  von  einen  zweiten  Hebelarm  entgegengewirkt  werden.  

Abb.  65,  66            

Dasselbe  gilt  für  jene  Hebelarme  die  für  die  Rotation  gebraucht  werden,  d.h.  einen  Hebelarm,  der  den  Eckzahn  nur  derotieren  aber  nicht  versetzen  soll.

Wenn  andererseits,  der  Krafteffekt  wünschenswert  ist  und  das  Drehmo-­‐  ment  weniger  benötigt  wird,  sollte  der  Hebelarm  kurz  gehalten  werden  und  sein  Drahtquerschnitt  verringert  werden,  um  die  Kraftentladungsrate  niedrig  zu  halten.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Unterschiedliche Methodender Molarenaufrichtung!

Die „Aufrichtefeder“ zählt zu den klassischen Methoden der Mo-larenaufrichtung. Um den bei dieser Methode auftretenden Ne-beneffekt der Extrusion zu umgehen, können „gekreuzte Auf-richtehebel“ verwendet werden.Ist zusätzlich zur Aufrichtung auch eine Intrusion am Molarenerwünscht, kann das mit Hilfe einer Memory-Titanol®-Federnach Sander (Forestadent, Pforzheim, Deutschland), einer Kom-bination aus Titanol® und Stahl, erreicht werden. Dadurch ist esmöglich, bei entsprechender Aktivierung auch horizontal verla-gerte Molaren aufzurichten, ohne dabei den Zahn zu elongie-ren.Um zu entscheiden, welche Technik in dem jeweiligen Fall dieMethode der Wahl ist, müssen einige biomechanische Aspekteberücksichtigt werden.Das Widerstandszentrum eines Molaren befindet sich in Höheder Bifurkation. Bei einem parodontal geschädigten Zahn ver-schiebt sich dieses weiter apikal. Eine Kraft, die durch dieses Wi-derstandszentrum verläuft, erzeugt eine körperliche Bewegung(= Translation). Kräfte die oberhalb (Kronenhöhe) oder unter-halb (Apexhöhe) ansetzen bewirken eine Kippung. Das die Kip-pung verursachende Drehmoment ist die Summe aus der anset-zenden Kraft und dem Abstand zum Widerstandszentrum. Die-ses Drehmoment verursacht eine Aufrichtung des Zahnes.

Ein weiterer Aspekt besteht in der Stellung der Zähne zueinan-der. Die Geometrien nach Burstone [4] beschreiben sechs ver-schiedene Angulationen zweier Zähne zueinander und die dabeiauftretenden Kräfte und Drehmomente. Da in den meisten Fäl-len bei einem nach mesial gekippten Molaren von einer Geo-metrie III ausgegangen werden kann, sind die nach Burstoneauftretenden vertikalen Kräfte am Molaren und dem Prämola-ren gleich groß, wirken aber in die entgegengesetzte Richtung(es kommt somit zu einer Extrusion am Molaren und einer In-trusion am Prämolaren). Die auftretenden Drehmomente sindgleichgerichtet, aber unterschiedlich groß. Während der Molarein relativ großes Drehmoment gegen den Uhrzeiger erfährt(= Aufrichtung), zeigt sich am Prämolaren ein kleineres Mo-ment.

AufrichtehebelNach einem Nivellierungsvorgang mit herkömmlichen NiTi-Drähten wird mit einem Stahldraht der Stärke 0,016!! ! 0,022!!,in einem 0,018!!-Bracketsystem, der Zahnbogen stabilisiert. DieAufrichtung erfolgt mit einem Stahldraht der Dimension von0,017!! ! 0,025!!, in den eine Helix mit 21/2 Schlaufen und einemDurchmesser von 3 mm eingebogen wird. Dies setzt die Feder-rate des Drahtes deutlich herab [5]. Als Alternative kann ein0,017!! ! 0,025!! TMA-Draht ohne Helix verwendet werden. DieAufrichtefeder wird in das Hilfsröhrchen des Molaren einge-schoben, das andere Ende mit dem Haken wird zwischen Eck-

Abb. 1 Intraorale Aufnahme eines nach me-sial gekippten linken unteren zweiten Molaren.

Abb. 3 Panoramaröntgen vor Behandlungs-beginn. Der gekippte zweite Molar lässt mesialbereits einen Knocheneinbruch erkennen.

Abb. 2 Okklusale Aufsichtaufnahme des Un-terkiefers. Die Neigung des zweiten unterenMolaren nach mesial ist auch hier ersichtlich.

Abb. 4 Mithilfe von gekreuzten Aufrichtehe-beln wird der gekippte Zahn in seiner Stellungkorrigiert. Durch eine gleich starke Aktivierungder beiden Hebel kommt es zu einer Aufrichtungund Intrusion des Molaren.Abb. 5 Der von mesial kommende Hebel wirddistal des zweiten Molaren, der von distal kom-mende Hebel zwischen dem Eckzahn und erstenPrämolaren eingehängt.

Abb. 6 Das Behandlungsergebnis zeigt denaufgerichteten und mesialisierten linken zweitenMolaren welcher sich nun in Okklusion befindet.Abb. 7 Die Memory-Titanol®-Feder nach San-der besteht aus einem Stahlsegment und einemsuperelastischen Titanol®-Draht, verbundenüber eine Klemmvorrichtung.

Gasteditorial112

Zachrisson BU et al. Aufrichtung gekippter Unterkiefermolaren … Inf Orthod Kieferorthop 2007; 39: 111 – 115

Kritzler Biomechanik Handout 31

Page 32: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Welches  Drahtmaterial  wird  für  die  Hebel  benötigt  ?

 Abb.  67          

Die  Auswahl  des  Drahtes  ist  abhängig  von  der  Länge  des  Hebelarms  und  der  benötigten  Kraft.

Unter  der  Voraussetzung,  dass  die  Hebelarme  in  der  Regel  mit  einer  Kraft,  die  geringer  als  100g  ist,  aktiviert  werden,  sollte  der  Draht  ein  My  (Drehmoment  zweiter  Ordnung)  haben,  das  viel  größer  als  die  im  Bild  gezeigten  Drehmomente  ist.  Tatsächlich  wird  das  My  verkleinert,  wenn  der  Kieferorthopäde  durch  die  therapeutischen  Biegungen  am  Hebelarm  den  Draht  permanent  deformiert.

           

Auswahl(des(Drahtquerschnittes(und(des(Drahtmaterials((

(

Die#Auswahl#des#Drahtes#ist#abhängig#von#der#Länge#des#Hebelarms#und#der#benötigten#Kraft(

((

KRITZLER BIOMECHANIK HANDOUT

444

Kritzler Biomechanik Handout 32

Page 33: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Einstellung  ausgeblockter  seitlicher  Schneidezähne    

Abb.  68                        Abb.  69            Beispiel  der  Verwendung  eines  umlaufenden  NiTi  Bogens  anhand  eines  palatinal  ausgeblockten  seitlichen  Schneidezahns.    

         Abb.  70,  71,  72                                                          Verwendung  einer  auf  den  umlaufenden  Bogen  aufgeschobenen  open  coil  zur  Lückenöffnung  bei  gleichzeitiger  Verwendung  einer  closed  coil  zur  Einstellung  von  22.  Beachte  auch  Feineinstellung  von  22  mit  einseitiger  Anbindung  an  den  umlaufenden  Bogen  mit  Elastics  (Power  Thread).                                    

32 P C S O B U L L E T I N - W I N T E R 2 0 0 7

Move a blocked out tooth into the arch in one appointment interval with this technique.

In the space of the blocked out tooth, place a bit of NiTi push-coil spring that is about two bracket widths larger than the space.

EARL%S PEARLS

Lasso That Little Doggie

Initial maxillary Occlusal

By Dr. Earl Johnson

Inital mandibular occulsal

Tied-in maxillary occlusal Tied-in mandibular occlusal

Then use a 0.009 ligature wire (0.010 works too, it is just not as fi ne) to tie the tooth to the arch wire. Dis-place the archwire until it is close to, or even touching, the displaced tooth.

In the maxillary arch, the lasso might ride up the lingual surface and slip over the incisal edge. In this case we placed a lingual button to secure it.

VOLUME XLIV NUMBER 11 689

We have found an easy and quick way to correct a sin-

gle-tooth anterior crossbite with-out complicated auxiliaries such as Z-springs or multiloop wires. This is the procedure, as illus-trated in a patient with a blocked-out and rotated upper lateral incisor (A):1. After raising the bite to accom-modate the crossbite correction, place a nickel titanium open-coil spring on the archwire. We use an .018" or .016" ! .016" heat-activated nickel titanium base wire. Activate the spring to open adequate space for the blocked-out tooth to be brought into the arch (B).2. When a space nearly wide enough for the tooth has been opened, slide the eyelets of a closed-coil spring over the arch-wire on either side of the open-coil spring (C). The closed-coil spring may be 6mm, 9mm, or 12mm long, depending on the distance of the blocked-out tooth from the archwire. Leave the open-coil spring in place to con-tinue space opening and to anchor the eyelet ends of the closed-coil spring. The additional thickness of the eyelets will slightly reacti-vate the space-opening spring.3. Bond a lingual button to the lingually oriented surface of the tooth in crossbite, placing it

toward the gingival margin to encourage bodily tooth move-ment. Loop the closed-coil spring over the neck of the lingual but-

-ment can be secured with a dab of composite, which may also make it more comfortable for the patient. The bonded button and its point of attachment to the closed-coil spring should be positioned

to facilitate any desired rotation of the blocked-out tooth.4. The closed-coil spring gener-ally requires no reactivation or

-ment. The crossbite shown here was successfully corrected in three weeks (E), and final rota-tion using elastic thread took

Of the many possible ways

© 2010 JCO, Inc.

TECHNIQUE CLINICClosed-Coil Spring for Anterior Crossbite Correction

B

C

D

A

©2010 JCO, Inc. May not be distributed without permission. www.jco-online.com

to correct a single-tooth anterior crossbite, we have found this to be the most reliable. If elastic thread is used in place of the closed-coil spring, the thread is

force of a nickel titanium spring can be better controlled, and it has a long range of action.

ASHOK KOTHARI, MDS1106 N. Larkin Ave.

Joliet, IL [email protected]

690 JCO/NOVEMBER 2010

Closed-Coil Spring for Anterior Crossbite Correction

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to correct a single-tooth anterior crossbite, we have found this to be the most reliable. If elastic thread is used in place of the closed-coil spring, the thread is

force of a nickel titanium spring can be better controlled, and it has a long range of action.

ASHOK KOTHARI, MDS1106 N. Larkin Ave.

Joliet, IL [email protected]

690 JCO/NOVEMBER 2010

Closed-Coil Spring for Anterior Crossbite Correction

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Kritzler Biomechanik Handout 33

Page 34: Kapitel 5 Einzelzahnbewegungen.   Einstellen von Eckzähnen

Abbildungsverzeichnis      Titelbild  Melsen  B,  Fiorelli  G.  Wer  braucht  heute  noch  Biomechanik  ?  Inf  Orthod  Kieferorthop.  2010;42(2):87–96.  Abb.  1,  4,  36    entnommen  aus  Kuhlberg  AJ.  Cantilever  Springs  :  Force  System  and  Clinical  Applications.  Semin  Orthod.  2001;7(3):150–9.  Abb.  2,  5,  6,  7  entnommen  aus  Lindauer  SJ,  Isaacson  RJ.  One-­‐couple  orthodontic  appliance  systems.  Semin  Orthod.  1995  Mar;1(1):12–24.  Abb.  3,  8  entnommen  aus  Nanda  R,  Keim  RG.  JCO  INTERVIEWS  Dr  .  Ravindra  Nanda  on  Orthodontic  Mechanics.  J  Clin  Orthod.  2010;XLIV(5):293–302.  Abb.  7  entnommen  aus  Lindauer  SJ,  Isaacson  RJ,  Britto  AD.  Three-­‐Dimensional  Force  Systems  From  Activated  Orthodontic  Appliances.  Semin  Orthod.  2001;7(3):207–14.  Abb.  8  entnommen  aus  Yadav  S,  Upadhyay  M,  Uribe  F,  Nanda  R.  Mechanics  for  Treatment  of  Impacted  and  Ectopically  Erupted  Maxillary  Canines.  J  Clin  Orthod.  2013;XLVII(5):305–13.  Abb.  9  entnommen  aus  Yadav  S,  Nanda  R.  Biomechanics-­‐Based  Management  of  Impacted  Canines.  In:  Nanda  R,  editor.  Esthetics  and  Biomechanics  in  Orthodontics.  2nd  ed.  St.  Louis:  Saunders  Elsevier;  2015.  p.  121–9.  Abb.  10  entnommen  aus  Proffit  WR,  Fields  HW.  Mechanical  Principles  in  Orthodontic  Force  Control.  Contemporary  Orthodontics.  St.  Louis:  Mosby;  2000.  p.  326–61.  Abb.  11,  12,  13,  34,  35,  38,  39,  40,  41,  42,  43,  44,  45,  46,  47,  48,  50,  54b,  54c,  55,  59,  60,  61,  62,  63,  64,  67  entnommen  aus  Fiorelli  Georgio,  Melsen  Birte  Biomechanics  in  Orthodontics  4.0,  Arezzo,  2014  Abb.  14  entnommen  aus  Bowman  SJ,  Carano  A.  The  Kilroy  Spring  for  impacted  teeth.  J  Clin  Orthod.  2003  Dec;37(12):683–8.  Abb.  15,  16,  17,  18,  19,  20  entnommen  aus  Bowman  SJ.  Kilroy  II  spring  for  bucally  impacted  canines  -­‐  Placement  Instructions.  American  Orthodontics  Abb.  21,  22,  23,  24,  25,  26  entnommen  aus  Becker  A.  The  third  dimension  in  directional  traction  of  an  impacted  tooth  [Internet].  Bulletin  #5.  2011.  p.  1–11.  Available  from:  www.  dr-­‐  adrianbecker.com                                                                                                                Abb.  27  entnommen  aus  Kornhauser  S,  Abed  Y,  Harari  D,  Becker  A.  The  resolution  of  palatally  impacted  canines  using  palatal-­‐occlusal  force  from  a  buccal  auxiliary.  Am  J  Orthod  Dentofacial  Orthop.  1996  Nov;110(5):528–34.    Abb.  28  und    Abb.  29.  Entnommen  aus  Schwarz  K,  Crismani  A,  Strobl  N,  Bantleon  H-­‐P.  Praktischer  Nutzen  und  klinische  Relevanz  des  Binding-­‐Effektes.  Inf  Orthod  Kieferorthop.  2007  Jan;39(1):48–52.      

Kritzler Biomechanik Handout 34

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Abb.  30,  31  entnommen  aus  Shroff  B,  Lindauer  SJ.  Leveling  and  Aligning  :  Challenges  and  Solutions.  Semin  Orthod.  2001;7(1):16–25.  Abb.  32,  33  entnommen  aus  Bowman  SJ.  Keinen  Unfug  mehr  mit  impaktierten  Eckzähnen.  No  more  monkey  business  with  impacted  canines.  Kieferorthopädie.  2011;25(1):27–36.                  Abb.  39  entnommen  aus    Burstone  CJ,  Nanda  R.  JCO  INTERVIEWS  Charles  J  .  Burstone  ,  DDS  ,  MS  Part  2  Biomechanics.  J  Clin  Orthod.  2007;XLI(3):139–47.                                          Abb.  49  Umzeichnung  nach  Birte  Melsen  Abb.  51  entnommen  aus  Rocky  Mountain  Catalogue  Abb.  52  entnommen  aus  Ronay  F,  Kleinert  W,  Melsen  B,  Burstone  CJ.  Force  system  developed  by  V  bends  in  an  elastic  orthodontic  wire.  J  Biomech  Eng.  1989;96(4):295–301.  Abb.  53  entnommen  aus  Upadhyay  M.,  Nanda  R.  Biomechanics  in  Orthodontics.  In:  Nanda  R,  editor.  Esthetics  and  Biomechanics  in  Orthodontics.  2nd  ed.  St.  Louis:  Saunders  Elsevier;  2015.  p.  74–89      Abb.  54a  entnommen  aus    Melsen  B.  Northcroft  lecture:  how  has  the  spectrum  of  orthodontics  changed  over  the  past  decades?  J  Orthod.  2011  Jun;38(2):134–43;  quiz  145.        Abb.  56-­‐58  entnommen  aus  Sander  C,  Sander  FM,  Sander  FG.  The  derotation  of  premolars  and  canines  with  NiTi  elements.  J  Orofac  Orthop.  2006  Mar;67(2):117–26.    Abb.  65-­‐66  entnommen  aus  Zachrisson  BU,  Strobl  N,  Giacomo  Crismani  A,  Bantleon  H-­‐P.    Aufrichtung  gekippter  Unterkiefermolaren:  unterschied-­‐liche  Methoden  im  Vergleich.  Inf  Orthod  Kieferorthop.  2007  Jun;39(2):111–5.  Abb.  68-­‐69  Entnommen  aus  Johnson  E.  Lasso  That  Little  Doggie.  PCSO  Bull.  2007;(Winter):32–3.                                    Abb.  70-­‐72  entnommen  aus  Kothari  A.  Closed-­‐Coil  Spring  for  Anterior  Crossbite  Correction.  J  Clin  Orthod.  2010;XLIV(11):689–90.                          

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Weiterführende  Literatur    

• Fiorelli  Georgio,  Melsen  Birte.  Biomechanics  in  Orthodontics  4.0,  Arezzo,  2014  

• Upadhyay  M,  Nanda  R.  Biomechanics  in  Orthodontics.  In:  Nanda  R,  editor.  Esthetics  and  Biomechanics  in  Orthodontics.  2nd  ed.  St.  Louis:  Saunders  Elsevier;  2015.  p.  74–89.  

• Kuhlberg  AJ.  Cantilever  Springs  :  Force  System  and  Clinical  Applications.  Semin  Orthod.  2001;7(3):150–9.  

• Lindauer  SJ,  Isaacson  RJ.  One-­‐couple  orthodontic  appliance  systems.  Semin  Orthod.  1995  Mar;1(1):12–24.  

• Lindauer  SJ,  Isaacson  RJ,  Britto  AD.  Three-­‐Dimensional  Force  Systems  From  Activated  Orthodontic  Appliances.  Semin  Orthod.  2001;7(3):207–14.  

• Yadav  S,  Upadhyay  M,  Uribe  F,  Nanda  R.  Mechanics  for  Treatment  of  Impacted  and  Ectopically  Erupted  Maxillary  Canines.  J  Clin  Orthod.  2013;XLVII(5):305–13.  

• Yadav  S,  Nanda  R.  Biomechanics-­‐Based  Management  of  Impacted  Canines.  In:  Nanda  R,  editor.  Esthetics  and  Biomechanics  in  Orthodontics.  2nd  ed.  St.  Louis:  Saunders  Elsevier;  2015.  p.  121–9.  

• Melsen  B.  Northcroft  lecture:  how  has  the  spectrum  of  orthodontics  changed  over  the  past  decades?  J  Orthod.  2011  Jun;38(2):134–43;    

• Proffit  WR,  Fields  HW.  Mechanical  Principles  in  Orthodontic  Force  Control.  Contemporary  Orthodontics.  St.  Louis:  Mosby;  2000.  p.  326–61.  

• Becker  A.  The  third  dimension  in  directional  traction  of  an  impacted  tooth  [Internet].  Bulletin  #5.  2011.  p.  1–11.  Available  from:  www.  dr-­‐  adrianbecker.com    

• Schwarz  K,  Crismani  A,  Strobl  N,  Bantleon  H-­‐P.  Praktischer  Nutzen  und  klinische  Relevanz  des  Binding-­‐Effektes.  Inf  Orthod  Kieferorthop.  2007  Jan;39(1):48–52.              

•  Shroff  B,  Lindauer  SJ.  Leveling  and  Aligning  :  Challenges  and  Solutions.  Semin  Orthod.  2001;7(1):16–25.  

• Bowman  SJ.  Keinen  Unfug  mehr  mit  impaktierten  Eckzähnen.  No  more  monkey  business  with  impacted  canines.  Kieferorthopädie.  2011;25(1):27–36.      

• Sander  C,  Sander  FM,  Sander  FG.  The  derotation  of  premolars  and  canines  with  NiTi  elements.  J  Orofac  Orthop.  2006  Mar;67(2):117–26.                              

• Johnson  E.  Lasso  That  Little  Doggie.  PCSO  Bull.  2007;(Winter):32–3.  • Kothari  A.  Closed-­‐Coil  Spring  for  Anterior  Crossbite  Correction.  J  Clin  Orthod.  2010;XLIV(11):689–90.  

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