Oralmedizin kompakt

Vorbild für digitale Systeme

Aligner-Prinzip wurde schon vor 75 Jahren erfunden

Aligner auf Silikonbasis
Hinz

Abb. 1: Mit bimaxillären Geräten auf Silikonbasis (ELASTO Aligner) lassen sich Bisslagen und Zahnfehlstellungen auf der Basis eines analogen Setups erfolgreich korrigieren.

Aligner werden seit einigen Jahren als Methode für die ästhetisch motivierte Erwach­senen-KfO intensiv beworben, das Marktpotenzial wird als sehr groß eingeschätzt. Entsprechend ist die Zahl der Systeme kaum noch überschaubar, darunter Angebote, die sich direkt an Patienten wenden oder bei denen kieferorthopädisch unerfahrene Kollegen externe Behandlungsvorschläge erhalten. Gemeinsam ist allen Produkten ein vor Behandlungsbeginn erstelltes Set-up, auf dessen Basis das Endergebnis und Zwischenschritte simuliert und eine unterschied­liche Anzahl von Kunststoffschienen hergestellt werden.

Wenig bekannt ist, dass das erste nach diesem Grundprinzip funktionierende Sys­tem bereits im Jahr 1945 eingeführt wurde. Wie Prof. Dr. Rolf Hinz (Herne) in seinem für Sommer 2021 angekündigten Buch erläu­tert, kamen für das erste System ein analoges Set-up und elastischer Kautschuk zum Einsatz. Der Kieferorthopäde Dr. Harold Kesling (USA) entwickelte den Tooth Positioner, um im Anschluss an festsitzende Behandlun­gen bei jungen Patienten einzelne Zahnpositionen zu korrigieren.

In den 1970er-Jahren folgte der Dyna­mic Positioner von Dr. Osamu Yoshii (Japan), ein bimaxilläres Gerät auf Silikonbasis zur Umformung ganzer Zahnbögen. Daran ließen sich, ebenfalls noch auf der Basis analoger Set-ups, Headgears unterschiedlicher Abwinkelung für Bisslagekorrekturen be­fes­tigen. Während aktuelle Aligner-Syste­­me überwiegend für ästhetische Stellungskorrekturen bei Erwachsenen indiziert sind, wurde der Dynamic Positioner für die Behandlung von Heranwachsenden in der zweiten Wechselgebissphase entwickelt.

Lizensierung durch Professor Hinz

Da das Silikonmaterial für das Dynamic-Positioner-System nur in Japan erhältlich war, wurde in den USA in den 1980er-Jah­ren nach ähnlichem Prinzip eine eigene
Methode entwickelt [1, 2]. Für das Elasto­dontic-System sind keine Gesichtsbögen notwendig. Es basiert wiederum auf einem vor der Behandlung analog erstellten Set-up, berücksichtigt die Bisslage und ermöglicht neben orthodontischen Bewegungen auch transversale Kieferbogenerweiterungen.

Nach Erlernen der Elastodontic-Metho­de in den USA erwarb Professor Hinz eine Lizenz, führte die Technik in seinem kie­ferorthopädischen Labor ein und ließ von Bayer Dental ein verbessertes Silikon ent­wickeln (Silasto). Für den resultierenden Elasto-Aligner stehen, ebenso wie für eini­ge der neueren Aligner-Systeme, Attachments aus transparentem Kunststoff zur Ver­fügung (Abbildung 1 und 2a). Diese wer­den auf Kiefermodellen platziert und mit Transfermatrizen im Mund verklebt. Elasto-Aligner müssen nur zwei Stunden tagsüber und zusätzlich nachts getragen wer­­den (Schienen-Aligner: 17 bis 20 Stunden).

Ausgeprägte vertikale Korrekturen

Mit dem Elasto-Finisher sind bei Heranwachsenden Zahnbewegungen in vertika­­ler und horizontaler Richtung möglich. Er verkürzt signifikant die Behandlungszeit mit festsitzenden Apparaturen, erspart Schlussbögen zur Feineinstellung und ermöglicht sichere schädel- und gelenkbezogene Behandlungsergebnisse. Das Elasto-Bond-Gerät eignet sich unter anderem für das Schließen frontal-offener Bisse (b). Hier unterstützen aufgekleb­te Attachments die vorgesehenen Zahn­bewegungen durch direkten Kraftangriff.

Auf der Basis des Set-ups lassen sich – nach transversaler Erweiterung – auch ausge­prägte vertikale Abweichungen einschließlich seitlich-offener Bisse mit relativ geringen Kräften und nur einem Gerät korrigieren. Ein Teil der oben beschriebenen und weitere von Professor Hinz mit entwickelte Methoden auf Spezialsilikonbasis werden bis heute in indizierten Fällen mit Erfolg eingesetzt. Das Prinzip des im Jahr 2000 eingeführten Invisalign-Systems (Align Technologies) wurde damit laut Hinz bereits Jahrzehnte zuvor etabliert.

Ohne dass dies entsprechend gewürdigt werde, seien die Kautschuk- und in der Folge die Silikon-Positioner als wichtiger Entwicklungsschritt in Richtung „digitale“ Aligner anzusehen. Im Gegensatz zu diesen eigneten sich jedoch Silikon-Schienensysteme für alle Altersklassen, einschließlich Frühbehandlung, Bisslagekorrektur in der Wechselgebissphase und Feineinstellung nach Multibandtherapie. Sie seien daher nach ­aktuellem Stand durch Kunststoff-Aligner, auch mit entsprechenden Attachments, nicht zu ersetzen.

Wirkprinzip und Patente

Gemeinsames Wirkprinzip der oben beschriebenen analogen Methoden auf Silikonbasis und von Aligner-Schienen aus dünnem thermoplastischem Kunststoff sind elastische Rückstellkräfte. Diese sind intermittierend wirksam und unterscheiden sich grundsätzlich von anderen in der Kiefer­orthopädie angewendeten Kräften, also federaktiven, schraubenaktiven und muskelaktiven. Elastische Rückstellkräfte sind bei korrektem Einsatz nicht mit erhöhten Wurzelresorptionen verbunden [3].

Einige der aktuellen Kunststoffschienen- Systeme, Pionier war Invisalign (Align Technologies), konnten erst mit der Einführung der CAD/CAM-Technologie entwickelt werden. Diese ermöglicht es, auf der Basis einer Abformung oder eines Scans ein digitales Set-up und darauf basierend eine unbegrenzte Zahl von Einzelschienen zu erstellen. Nach Auslaufen langjähriger Patente von Align Technologies kamen im Jahr 2004 unter anderem der ursprünglich in Korea entwickelte Clear Aligner (Scheu Dental) und seit 2017 zahlreiche weitere Pro­dukte auf den Markt [4].

Indikationen und Studienergebnisse

Auf digitaler Basis hergestellte Kunststoffschienen-Aligner sind primär für einfache Stellungskorrekturen durch Zahnärzte mit Grundkenntnissen geeignet. Für komple­xere Behandlungen, zum Beispiel Klasse-II-Korrekturen, müssen sie mit speziellen Attachments, zum Teil mit festsitzenden kieferorthopädischen Geräten und bei ­Erwachsenen auch mit Implantaten zur skelettalen Verankerung kombiniert werden. Hierfür sind entsprechende Fachkennt­nis­se erforderlich.

Viel Erfahrung und Wissen ist auch für neu eingeführte Protokolle für die erste Wechselgebissphase (Invisalign First) notwendig, zu denen noch kaum Studiendaten vorliegen [5]. Dies gilt ebenso für die oben beschriebenen Methoden auf der Basis von Silikonmaterialien. In Bezug auf Deutschland ist dabei laut Professor Hinz zu be­­rück­sichtigen, dass die universitäre Kieferorthopädie und in der Folge die Kosten­erstatter bis heute festsitzende Systeme und insbesondere Multibandbehandlungen bevor­zugen.

Nach neuen systematischen Übersichten werden Kunststoffschienen-Aligner von Patienten gut akzeptiert [6], sind aber im Vergleich zu festsitzenden Systemen ins­gesamt weniger voraussagbar und möglicherweise auch weniger erfolgreich [7–10]. Dies bezieht sich unter anderem auf die Qualität der resultierenden Okklusion und die Anzahl nicht akzeptabler Endergebnisse, auch bei milden bis mäßigen Fehlstellungen. Nähere Informationen zu orthodon­tischen und kieferorthopädischen Indika­tionen, einschließlich restaurativer und funktioneller Schnittstellen, folgen in Teil 2 dieses Beitrags.

Dr. Jan H. Koch, Freising

(wird fortgesetzt)

 

Literatur

[1] Warunek, S. P., et al.; American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics 1989. 95 (5): 388–400.
[2] Cunat, J. J., et al.; American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics 1991. 100 (4): 306–11.
[3] Gandhi V, Mehta S, Gauthier M, Mu J, Kuo CL, Nanda R, et al. Comparison of external apical root resorption with clear aligners and pre-adjusted edgewise appliances in non-extraction cases: a systematic review and meta-analysis. European journal of orthodontics 2020.
[4] Wikipedia. https://de.wikipedia.org/wiki/Aligner-Therapie#Entwicklungsgeschichte. Abgerufen 2020_12_18
[5] Koch JH. Wenige Daten zur Wirksamkeit orthodontischer Aligner. https://www.dzw.de/wirksamkeit-von-alignern-schwach-dokumentiert. die zahnarzt woche 2017.
[6] Zhang B, Huang X, Huo S, Zhang C, Zhao S, Cen X, et al. Effect of clear aligners on oral health-related quality of life: A systematic review. Orthodontics & Craniofacial Research. Online 2020
[7] Haouili N, Kravitz ND, Vaid NR, Ferguson DJ, Makki L. Has Invisalign improved? A pros­pective follow-up study on the efficacy of tooth movement with Invisalign. American journal of orthodontics and dentofacial orthopedics. online 2020_06_30.
[8] Papageorgiou SN, Koletsi D, Iliadi A, Peltomaki T, Eliades T. Treatment outcome with orthodontic aligners and fixed appliances: a systematic review with meta-analyses. European journal of orthodontics 2019;42:331–43.
[9] Radlanski RJ. Möglichkeiten und Grenzen der Alignertherapie. Quintessenz 2020;71:662–75.
[10] Robertson L, Kaur H, Fagundes NCF, Romanyk D, Major P, Flores Mir C. Effectiveness of clear aligner therapy for orthodontic treatment: A systematic review. Orthodontics & Craniofacial Research 2020;23:133–42.

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