Bone density profiles at the surface of a tomas®-pin in the maxilla depending on angulation and lokalisation

Der Einsatz von Minischrauben hat in den letzen Jahren die therapeutischen Möglichkeiten in der Kieferorthopädie grundlegend erweitert. Sie sind seit langer Zeit ein fester Bestandteil der kieferorthopädischen Therapie und werden zur kortikalen Verankerung verwendet. Eine gute Kenntnis über die Knochenmorphologie, Knochendimension und -qualität ist somit für eine Behandlungsplanung mit Minischrauben unerlässlich. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, die Knochendichte an den unterschiedlichen Stellen im Oberkieferalveolarknochen zu messen. Mit Hilfe von 87 digitalen Volumentomographiebildern und SimPlant®, einer Implantat Planungs-Software (Fa. Materialise GmbH Technologielaan 15, 3001 Leuven, Belgien), wurden in einem Versuch (virtuell), in jeden DVT- Bild sechs 8 mm lange tomas®-Pins in den oberen Alveolarkieferknochen der Bilder inseriert. 54 Bilder stammten von Patienten in einem Alter zwischen 11 und 14 Jahren (Gruppe 1; ≈ 13,1 Jahre) und 33 Bilder von Patienten zwischen dem 15 und 18 Lebensjahr (Gruppe 2; ≈ 16,1 Jahren). Bei jedem der virtuellen Probanden wurden insgesamt 18 tomas®-Pins inseriert. Die gesetzten Pins wurden in einer Entfernung von 4 mm (± 0,15 mm) von der Schmelz-Zement-Grenze, an drei unterschiedlichen Stellen im Kiefer sowohl rechts als auch links inserriert und im nächsten Schritt variabel anguliert (90°, 75° und 60°). Die Lokalisation der Pins entsprach den Bereichen: \- zwischen dem ersten Molaren und dem zweiten Prämolaren \- zwischen dem ersten und zweiten Prämolaren und \- zwischen dem ersten Prämolaren und dem Eckzahn Die Knochendichte konnte bei jeder Angulation der Schraube dem Programm entnommen werden. Die Ergebnisse haben gezeigt: Die Knochendichte an der Oberfläche von tomas®-Pins im Oberkiefer ist abhängig von der Lokalisation des Pins (mesial oder distal im Kiefer). Zwischen dem ersten Prämolaren und dem Eckzahn sind die höchsten Werte für die Knochendichte gemessen worden. Die beste Anwinklung des tomas®-Pins zur Knochenoberfläche, in Bezug auf die Knochenqualität ist bei einem 90°-Winkel beobachtet worden. Es konnten signifikante Unterschiede der Knochendichtemessung zwischen den 60° und 90° Angulation notiert werden. Weitere Parameter wie Geschlecht und Alter, haben sich in einigen Teilen der Untersuchung auch als signifikant erwiesen. Allerdings sind diese für den Behandler eher von untergeordneter Wichtigkeit. Die Kieferseite hat keinen signifikanten Einfluss auf die Knochendichtemessung genommen. Das Ziel der Untersuchung - die Knochendichtemessung in Abhängigkeit von unterschiedlichen Faktoren - haben wir anhand dieser Studie erreichen können. Da schon früher andere Autoren bewiesen haben, dass die Messung der Knochendichte mit Hilfe eines digitalen Volumentomographen keine signifikanten Messunterschiede zu anderen gängigen Methoden zeigt, ist die digitale Volumentomographie in Kombination mit der SimPlant®-Software eine sichere unkomplizierte und genaue Alternative. Im Rahmen dieser Methodik kann nicht nur die genaue Knochendichtemessung vorgenommen werden, sondern auch eine exzellente Planung erfolgen.The use of microscrews has broadend the treatment options in orthodontics significantly. They have become a standard tool in modern orthodontic therapy and are used for cortical retention. A good knowledge of bone-morphology, -dimension and -quality are crucial when planning orthodontic therapy with microscrews. The goal of this study was to measure the density of the bone at different locations in the alveolar ridge of the maxilla. With the help of 87 cone-beam computed tomography images and SimPlant®, an implant positioning and planning software, 6 tomas®-pins with a length of 8 mm were placed virtually into the alveolar bone of the maxilla of each of the images. 54 images were from patients aged 11 to 14 years (group 1 = 13,1 years) and 33 images were from patients aged 15 to 18 years (group 2 = 16,1 years). In each of the virtual patients 18 tomas®-pins were inserted in total. The pins were positioned with a distance of 4 mm (+/- 0,15 mm) from the cement-enamel- junction at three different locations and were placed on the left and right sides respectively. In a following step the pins were angulated in 90°, 75° and 60°. The locations of the pins were as follows: \- between the second premolar and the first molar \- between the first and second premolar \- between the first premolar and the canine The bone-density of every angulated pin could be calculated by the SimPlant® program. The results show: The bone- density at the surface of tomas®-pins in the maxilla depends on the position in the alveolar bone. The highest values of bone-density were found between the canine and the first premolar. The best angulation of the pins was found to be at a 90° angle to the surface of the alveolar bone. Significant differences in bone-density values were found between the 90° and 60° angled pins. Other parameters like gender and age of the patients were also found to be significant, yet these are of minor importance to the practitioner. Differences between pin placement on either the right or left side were not significant. The goal of the study – to evaluate bone-density depending on different factors – was reached. In the past other authors have shown that bone-density measurements could be achieved successfully using cone-beam computed tomography images and the SimPlant® program and that these did not show significant differences in the measured values. Therefore the described method does not only allow a precise measurement of the bone-density but allows for excellent planning of cortical screw placement