1 Einleitung

Heutzutage steigt die Nachfrage der Patienten nach kieferorthopädischen Behandlungen stetig, insbesondere bei Erwachsenen. Diese sind besonders auf ihr Aussehen bedacht und suchen eine schnelle, vor allem aber ästhetische Behandlung, wie unsichtbare Zahnschienen.

Manche Patienten lehnen festsitzende Multibracket-Behandlungen ab. Nach den keramischen Brackets und der lingualen Kieferorthopädie hat die Entwicklung unsichtbarer Zahnschienen oder Aligner es ermöglicht, diese ästhetische Problematik zu lösen und weltweit Millionen von Patienten zu überzeugen.

Korrekturen von Zahnfehlstellungen und Malokklusionen erfolgen nicht mehr mit sichtbaren Brackets und Bögen, sondern mit transparenten, nahezu unsichtbaren Zahnschienen.

2 Etwas Geschichte zu den unsichtbaren Zahnschienen

Alles begann 1997 in den USA (Santa Clara, Kalifornien), als zwei Kieferorthopäden, ein IT-Ingenieur und zwei MBA-Studenten das Start-up Align Technology mit einer einzigen Idee gründeten: Zähne mithilfe des Digitalen ausrichten.

Die CAD/CAM-Technologie (Computer aided design / Computer aided manufacturing) hat die Digitalisierung der Zahnbögen und die Erstellung eines virtuellen Modells ermöglicht, das ein digitales Set-up (ClinCheck) der Behandlung Schritt für Schritt darstellt.

Der 3D-Druck, dank der Verfestigung flüssigen Harzes durch Stereolithographie (SLA), hat die Herstellung einer Serie von Alignern ausgehend von 3D-Bildern möglich gemacht.

Die kombinierte Nutzung beider Techniken hat die Entwicklung eines innovativen Aligner-Systems unter dem Namen Invisalign ermöglicht.

Was bezeichnet man als Aligner oder unsichtbare Zahnschiene?

Der dentale Aligner ist ein maßgefertigtes Medizinprodukt, das per 3D-Druck hergestellt wird. Es ist eine transparente, herausnehmbare Zahnschiene aus thermoverformbarem Polymer, die durch die Anwendung von Bewegungen geringer Amplitude die Zahnbewegung ermöglicht.

Die Verwendung einer Serie transparenter Zahnschienen, die den verschiedenen Phasen der vom Behandler mittels einer dedizierten Software virtuell vordefinierten Behandlung entsprechen, stellt eine innovative therapeutische Alternative zu Multibracket-Behandlungen dar.

Erfahrung mit der Technik

1998 wurde das von Align entwickelte Invisalign-System von der FDA anerkannt, was seine Markteinführung im Jahr 1999 ermöglichte.

Im Jahr 2000 kam der Pionier der dentalen Aligner nach Frankreich.

Seit einigen Jahren sind die Patente in die Gemeinfreiheit übergegangen, was die Entwicklung und Vermarktung von Invisalign-artigen Alignern durch andere Unternehmen weltweit ermöglicht hat.

Dies hat dazu beigetragen, diese revolutionäre Therapie zu demokratisieren und sie zugänglicher zu machen.

Heute gibt es mehrere Aligner-Systeme, darunter das Clear Aligner-System, Essix, e-cligner, Smilers von Biotech Dental, Spark, Access Aligner, Twin Aligner von Orthocaps, Aligneurs Français…

Das Invisalign-System steht jedoch weiterhin mit mehr als 12 Millionen Patienten weltweit an der Spitze der Rangliste.

3 Kieferorthopädische Aligner, wie funktionieren sie?

Der Leitgedanke der Ausrichtungstechnik mit transparenten Zahnschienen besteht darin, eine vorausschauende Behandlungsplanung zu ermöglichen.

Eine dedizierte Software ermöglicht es, ein digitales Set-up der verschiedenen Behandlungsschritte bis zum Erreichen des Endergebnisses durch eine 3D-Modellierung der Zahnbewegungen zu erstellen.

Die Kontrolle der Zahnbewegung ist im Lauf der Wochen sehr präzise. Sobald der Behandlungsplan erstellt und validiert ist, beginnt die Herstellung einer Serie von Alignern, die der Patient tragen muss.

Die entsprechenden, in 3D gedruckten Zahnschienen üben einen leichten Druck aus, der eine schrittweise Verschiebung der Zähne bewirkt – daher die Verpflichtung, sie mindestens 22 Stunden pro Tag zu tragen, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Sie dürfen nur zum Essen, Trinken oder Zähneputzen herausgenommen werden.

Diese Zahnschienen werden regelmäßig, im Durchschnitt alle zwei Wochen, gewechselt, bis die vom Behandler zuvor festgelegte optimale Position erreicht ist.

Zusätzliches Zubehör, das die Zahnbewegungen präziser erleichtern soll, wird auf die Oberfläche bestimmter Zähne geklebt. Es handelt sich um Attachments aus Kompositharz, die bereits bei der Planung zur Korrektur von Rotationen, zum Ausdruck von Torque oder für Ingressions- oder Egressionsbewegungen vorgesehen sind.

4 Vorteile gegenüber herkömmlichen Techniken

Wie ihr Name schon sagt, sind unsichtbare Zahnschienen transparent und daher sehr diskret. Einmal eingesetzt, ist es sehr schwierig, die Zahnschiene im Mund zu bemerken.

Dies ist ein großer Vorteil für Patienten, die das Tragen einer klassischen kieferorthopädischen Apparatur fürchten, wegen der Auswirkungen, die Brackets im Mund auf das Berufs- und Sozialleben haben könnten – insbesondere bei Erwachsenen. Diese transparenten Zahnschienen bieten daher die Antwort auf dieses ästhetische Problem und stellen eine interessante Alternative dar.

Im Vergleich zu klassischen, starren und sperrigen metallischen Behandlungen mit Brackets und Bändern sind diese Zahnschienen sehr komfortabel, da sie sehr dünn, leicht, flexibel und glatt sind. Sie werden tatsächlich aus biokompatiblen Polymeren hergestellt. Traumatische und iatrogene Verletzungen (Reizungen, Wunden, Blutungen) sind bei dieser Behandlungsart nahezu ausgeschlossen.

Aligner sind vollständig herausnehmbare Vorrichtungen, die es ermöglichen, auf das Tragen einer sperrigen und schwer zu pflegenden festsitzenden Apparatur zu verzichten. Der Patient kann sie zum Essen, Trinken und Zähneputzen oder auch zum Reinigen herausnehmen. Wenn man jedoch Mahlzeiten und Zahnputzzeit abzieht, sollte man darauf achten, sie mindestens 22 Stunden pro Tag zu tragen, um die bestmögliche Wirksamkeit zu erzielen.

Diese Zahnschienen sind besonders interessant, weil sie leicht zu reinigen sind. Die Einschränkungen bei der Pflege sind deutlich geringer als bei einer Multibracket-Apparatur. Es genügt, eine gute Mundhygiene aufrechtzuerhalten, da die Zahnschienen während der Mahlzeit entfernt werden. Man kann sie auch mit einer Bürste und speziellen Reinigungskristallen, die auf das Polymer der Zahnschienen abgestimmt sind, reinigen.

Darüber hinaus ist die Behandlung mit Alignern deutlich weniger einschränkend als eine klassische Behandlung, da sie weniger Kontrolltermine beim Zahnarzt erfordert. Eine vierteljährliche Konsultation kann ausreichend sein.

Das Digitale findet hier sein ganzes Interesse, da es die Kommunikation mit dem Patienten erleichtert und es erlaubt, den Ablauf und die Entwicklung der Behandlung mit Zahnschienen zu erklären und ihn zur Einhaltung des Protokolls zu motivieren.

5 Nachteile der Zahnschienen

• Die Compliance des Patienten: Sie ist ein Schlüsselelement für den Erfolg der Behandlung mit Alignern. Der Patient kann vergessen, seine Zahnschiene zu tragen, sie unsachgemäß verwenden oder sie sogar verlieren, was den ordnungsgemäßen Verlauf der Behandlung behindern und ihre Wirksamkeit verringern kann.
• Die Ästhetik: Manchmal kann man den Speichel durch die Zahnschiene sehen oder Schattenzonen bemerken, wenn Attachments an den Frontzähnen platziert sind.
• Die Intrusion der Seitenzähne: verursacht durch eine interokklusale Zwischenlage der Zahnschienen, die eine gewisse Dicke aufweisen, die vom Material abhängt.

6 Indikationen und klinische Fälle

Diese Zahnschienen sind für die Behandlung leichter bis mittelschwerer Malokklusionen indiziert.

• Zahnengstand (Diskrepanz Zahngröße/Kieferbreite < 5 mm): Engstand ist verantwortlich für eine verstärkte Ansammlung von Zahnbelag und damit pathogenen Keimen, die für die Entwicklung von Parodontopathien und Karies verantwortlich sind. Das Zähneputzen und die Verwendung von Zahnseide oder Interdentalbürsten sind in diesem Fall sehr schwierig.
• Schließung von Diastemata oder Lücken: Über die ästhetische Beeinträchtigung hinaus führen Lücken zu einer Schwächung der Gingiva und des Parodonts aufgrund der Retention von Nahrungsmitteln und der Bildung parodontaler Taschen.

• Tiefbiss oder Supraokklusion: Dies ist der Fall, wenn die Zähne einen zu großen vertikalen Überbiss (Over-Bite) > 2 mm aufweisen und die oberen Frontzähne die unteren Frontzähne übermäßig bedecken. Die daraus resultierenden Probleme können von einfachem Zahnverschleiß und Verletzungen der Gingiva bis zu Schmerzen im Bereich der Kiefer reichen.
• Offener Biss oder Infraokklusion: Dies ist der umgekehrte Fall des Tiefbisses, bei dem der vertikale Überbiss der Frontzähne unzureichend ist. Dies führt zu Schwierigkeiten beim Sprechen, Kauen und einem vorzeitigen Verschleiß der Zähne.
• Frontal offener Biss: Dies ist das Fehlen eines vertikalen Überbisses; die Frontzähne von Ober- und Unterkiefer berühren sich in der Okklusion nicht. Kauen und Abbeißen sind beeinträchtigt.
• Kreuzbiss oder Cross-Bite: In der Okklusion befinden sich bestimmte obere Zähne innerhalb der unteren Zähne. Dies kann zu Zahnverschleiß und einer Schwächung des Parodonts führen.
• Behandlung bei jungen Patienten: im Wechselgebiss, mit dem Ziel der Expansion der Kiefer oder Zahnbögen oder der Korrektur bestimmter Parafunktionen, insbesondere Daumenlutschen oder Zungenprotrusion. Diese Behandlung könnte als klassische Interzeptionstechnik die spätere kieferorthopädische Behandlungsphase reduzieren und vereinfachen.
• Kieferorthopädische Behandlungen: mit oder ohne Extraktion und in der Vorbereitung bestimmter ortho-chirurgischer Behandlungen.

7 Grenzen und Kontraindikationen

Grenzen der korrigierenden Behandlung mit Alignern

Es gibt klinische Situationen, die andere Behandlungen als Aligner erfordern, wie Engstände und Diastemata > 10 mm, sagittale anteroposteriore Abweichungen > 5 mm, vertikale Bewegungen > 5 mm.

Bestimmte Bewegungen sind mit unsichtbaren Zahnschienen schwer realisierbar – das ist der Fall bei Rotationen > 30°, zu starken Zahnkippungen > 45°, Ingression sowie bei erheblichen Wurzelbewegungen oder Expansionen über 4 mm.

Kontraindikationen der Aligner

Bestimmte klinische Situationen kontraindizieren den Einsatz transparenter Zahnschienen, insbesondere eine bekannte Allergie gegen Polymermaterialien, ein beeinträchtigter Allgemeinzustand oder eine mangelhafte Mundhygiene.

8 Von der Diagnose bis zum Einsetzen der Zahnschienen

Wie bei jeder klassischen kieferorthopädischen Therapie ist es unerlässlich, bereits bei der ersten Sitzung eine vollständige Diagnose durchzuführen. Hierfür muss der in der Aligner-Technik geschulte Behandler eine klinische Untersuchung und ergänzende Untersuchungen durchführen:

• Eine umfassende Anamnese
• Extraorale Untersuchungen mithilfe von Fotografien
• Eine intraorale Untersuchung
• Eine okkluso-funktionelle Untersuchung
• Röntgenuntersuchungen (Panoramaaufnahme und seitliches Fernröntgen)
• Eine Untersuchung der Knochenreifung und der Position auf der Wachstumskurve
• Eine Analyse der kranialen Morphologie

Und Abformungen durchführen, um die Studienmodelle vorzubereiten.

Die Zusammenfassung der erhobenen Daten ermöglicht es, eine ästhetische, funktionelle, dento-parodontale, alveoläre und skelettale Diagnose in den drei Raumebenen (transversal, vertikal und sagittal) zu stellen, die es ermöglicht, Ziele zu setzen und einen Behandlungsplan zu erstellen.

Sobald die ersten Zahnschienen eingegangen sind, zeigt der Behandler dem Patienten, wie sie korrekt eingesetzt und gehandhabt werden. Er erklärt ihm, wie er sie pflegen und reinigen soll. Jede Zahnschiene ist maximal zwei Wochen zu tragen. Mehrere Serien von Zahnschienen werden dem Patienten direkt während derselben Sitzung ausgehändigt.

Der Patient muss sie entsprechend den Anweisungen des verschreibenden Behandlers positionieren und wechseln. Dies erlaubt, sich auf vierteljährliche Kontrolltermine zu beschränken, um sich vom ordnungsgemäßen Verlauf der Behandlung zu vergewissern, die Entwicklung der Zahnbewegungen zu verfolgen und neue Aligner-Serien bis zum Erreichen des Endergebnisses herzustellen.

Sobald die Behandlung abgeschlossen und die Zähne ausgerichtet sind, muss einige Monate lang nachts eine Retentionsschiene getragen werden, um die erzielten Ergebnisse zu stabilisieren, bevor der Zahnarzt ein festsitzendes, unsichtbares und dauerhaftes Retentionssystem mittels eines auf die lingualen und palatinalen Flächen der Zähne geklebten Metalldrahts mit Kompositharz einsetzt.

9 Einfluss des Materials auf die abgegebenen Kräfte

Das Material, aus dem der Aligner gefertigt wird, muss flexibel, inert, biokompatibel und widerstandsfähig sein. Es muss zudem eine gewisse Resilienz und ausgezeichnete Formungseigenschaften aufweisen.

Der Polymertyp (Polypropylen, Polyethylen, Polyurethan) und die verschiedenen Zusatzstoffe, die in die Zusammensetzung des Harzes eingehen können, sowie die Verstärkungen können die chemischen, physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Aligner verändern, was die Unterschiede in den erzielten Ergebnissen erklären kann.

Bei geringen Aktivierungsniveaus beeinflusst die Art des verwendeten Materials den abgegebenen Kraftwert.

Zum Beispiel – wissend, dass eine Kraft von 18 g ausreicht, um eine Zahnbewegung auszulösen – beträgt die von einem aus EX30 Polyurethan gefertigten Invisalign®-Aligner abgegebene Kraft zunächst 200 g und nimmt in konstanten Stufen von 40 g innerhalb einer Stunde ab.

10 Biomechanik kieferorthopädischer Aligner

Die kieferorthopädische Biomechanik ist definiert als die Untersuchung der Reaktion des parodontalen Systems auf die auf es ausgeübten Kräfte. Diese Kräfte beeinflussen die parodontale Reaktion entsprechend:

• Der Richtung
• Dem Grad
• Der Verteilung
• Der Dauer

Es ist die Resultierende dieser Kräfte, die dann die gewünschten Zahnbewegungen hervorruft, aber auch unerwünschte parasitäre Bewegungen.

Die transparente Zahnschiene bedeckt mit perfekten Kontakten nahezu die gesamte Zahnoberfläche, was eine Optimierung der Zahnbewegung erlaubt. Dieser enge Kontakt zwischen Aligner und Zahnkrone gewährleistet eine zielgerichtete und programmierbare Übertragung der Informationen.

Ein neuer, im Mund positionierter Aligner entwickelt eine nahezu kontinuierliche Kraft, deren Intensität schnell abnimmt. Jeder Aligner wird mindestens 22 Stunden pro Tag getragen. Der Umbau des Parodonts wird durch günstige Gewebe-Ruhephasen begünstigt.

Es wird empfohlen, jeden Aligner im Durchschnitt 1 oder 2 Wochen zu tragen.

Jeder Aligner ermöglicht im Durchschnitt bis zu 1° Torque, 2° Rotation und 0,25 bis 0,3 mm Zahnbewegung.

Jüngste Studien deuten darauf hin, dass diese Zahnschienen mit kürzeren Gesamttragezeiten pro Schiene wirksamer wären. Um jedoch leichtere Kräfte anzuwenden und somit kleinere Bewegungen vorzunehmen, würde die Gesamtzahl der Aligner erhöht und die Zahnschienen häufiger gewechselt.

11 Fazit

Unsichtbare Zahnschienen stellen eine überzeugende therapeutische Alternative zu anderen kieferorthopädischen Techniken dar.

Sie erfüllen spezifische Indikationen, die ihrer Biomechanik entsprechen, und müssen bedacht eingesetzt werden, denn wie jede medizinische Behandlung haben sie Grenzen und Kontraindikationen.

Die Indikationen dieser Behandlungen mit Alignern finden sich im Wesentlichen in den Korrekturen von Zahnfehlstellungen wie kleinen intra-arkadischen Engständen bei jungen Erwachsenen, leichten Rezidiven kieferorthopädischer Behandlungen, die im Jugendalter durchgeführt wurden … Für ältere Erwachsene können sie zum Beispiel interessant sein, um sekundäre Wanderungen infolge eines parodontalen Problems zu korrigieren.

Mit anderen kieferorthopädischen und chirurgischen Techniken kombinierte Behandlungen erlauben es, das Anwendungsfeld der unsichtbaren Zahnschienen zu erweitern.

Die Compliance des Patienten, eine gute Diagnose und die Beherrschung der kieferorthopädischen Biomechanik sind die Schlüsselelemente für den Erfolg der Behandlung mit Alignern.

Die Perspektiven sind vielfältig, unter anderem die Demokratisierung dieser revolutionären Therapie.