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Interdisziplinäre Therapien 20.05.2010

Die Entwicklung der Maxilla

Der folgende Beitrag von Prof. Dr. Dr. Ralf J. Radlanski (Berlin) fasst aktuelles Wissen zur vor- und nachgeburtlichen Entwicklung des Oberkiefers zusammen und leitet daraus Hinweise zur praktischen Wachstumsförderung der Maxilla ab.

Einleitung


Der Artikel basiert auf dem Vortrag „The Development of the Maxilla and therapeutic Aspects of Class III Malocclusions“, gehalten vom Autor im Rahmen des 7th International Orthodontic Symposium (IOS) 2009 in Prag.

Vorgeburtliche Entwicklung

Erste Anzeichen der Knochenbildung der Maxilla werden im menschlichen Embryo gegen En­de der 6. Schwangerschaftswoche, bei einer Größe von etwa 14mm SSL vorgefunden. Die Maxilla entsteht aus paarigen Anlagen, die beidseits lateral der knorpeligen Nasenkapsel liegen. Diese Region wird auf besondere Weise begrenzt, nämlich jeweils nach medial von der knorpeligen Nasenkapsel, nach kranial vom sich entwickelnden Auge, lateral vom Gesichtsepithel und nach oral hin vom Mundhöhlenepithel. Das mesenchymale Gewebe, in dem sich die ersten Osteoblasten entwickeln, ist aus der Neuralleiste in diese Region eingewandert. Diese Zellen sind im Gesichtsbereich generell notwendig für die Bildung der Knorpel- und Knochenstrukturen sowie für die Bildung der Muskulatur und der mesenchymalen Anteile der Zahnanlagen.


Um zu verstehen, warum sich genau an diesen Stellen die ersten Anlagen der Maxilla bilden, muss in noch frühere Phasen der Entwicklung zurückgeblickt werden: Sobald in der dritten bis vierten Woche die Kopfanlage sichtbar ist, wird schon beobachtet, dass der Anteil, der die Hirnanlagen enthält, deutlich schneller wächst als die spätere Region des Gesichts. Als Folge davon krümmt sich der Kopf nach anterior (Abb. 1a) und es entstehen Beugefalten, denen auch eine Bedeutung bei der Gewebedifferenzierung zukommt. Es sind nicht nur genetisch gesteuerte Abläufe mit mole­kular wirksamen chemischen Signalen, die zur Gewebedifferenzierung und Gestaltentwicklung beitragen, sondern auch mechanische Faktoren. Denn jedes Gewebe, das wächst, übt allein dadurch, dass es sich in einem begrenzten Bereich gegenüber seinen Nachbargeweben ausdehnt, Kräfte auf sie aus.

Manche Autoren führen diese Wulstbildung in der Gesichtsregion also auf eine Kompression des Gewebes wegen des extrem stark expandierenden Gehirns und der dadurch beobachteten Kopfkrümmung zurück. So entsteht im mesenchymalen Gewebe im Inneren eines jeden Gesichtswulstes (Maxillarwulst und 1. und folgende Viszeralbögen) je eine Region, in der sich Knorpelgewebe differenziert. Damit reagiert diese Geweberegion auf die mechanischen Einflüsse, die durchaus auch von entfernt liegenden Ursachen (hier dem expandierenden Gehirn) zugerechnet werden.

In den Regionen der Knorpelbildung wird unter anderem regelmäßig ein Transkriptionsfaktor, der als Sox-9 bezeichnet wird und mit diesen Differenzierungsvorgängen im Zusammenhang steht, vorgefunden. So entsteht im Bereich des Maxillarwulstes die Nasenkapsel und im 1. Viszeralbogen der Meckel’sche Knorpel. Diese Knorpelformationen werden schnell größer und wenn die Nasenkapsel kontinuierlich größer wird, nimmt das Mittelgesicht in vertikaler, sagittaler und transversaler Richtung an Volumen zu und es richtet sich auf (Abb. 1b). Dieser Vorgang stellt wiederum eine Bewegung dar, weswegen man in der Embryologie auch von Entwicklungsbewegungen spricht. Mit dieser Bewegung steht die Differenzierung von Knochengewebe im Mesenchym zusammen.

An Orten, an denen Mesenchym Scherkräften ausgesetzt sind, beginnt die Knochen­bildung. Diese wird begleitet von molekularen Signalen, zu denen vor allem der Transkriptionsfaktor Runx-2, der Transforming growth factor-ß (TGF-ß) und verschiedene Bone morphogenetic proteins (Bmp-s) gehören. Unter ihrem Einfluss differenzieren sich die lokal vorhandenen Mesenchymzellen zu Osteo­blasten. Auch während der weiteren Entwicklung wird die Form der Maxilla durch die expandierenden und sich gegeneinander verschiebenden Nachbarstrukturen (Nasenkapsel, Auge, Mundhöhle und Gesichtshaut) bestimmt. Weil hier nicht das Knorpelgewebe durch Knochen ersetzt wird, sondern Knochen neben dem Knorpel im Bin­degewebe entsteht, spricht man hier von desmaler Ossi­fikation.

Diese desmalen Ossifikationszentren korrelieren mit den Nerven der Maxilla: Als Erstes bildet sich ein Ossifi­kationszentrum kaudal vom N. infraorbitalis, dann ein weiteres im Bereich des F. pala­tinum und danach eines im Bereich des F. incisivum. Von diesen paarig angelegten Knochenzentren breitet sich die Verknöcherung der Maxilla aus (Abb. 2–4).

Die Prämaxilla, die von einigen Autoren getrennt beschrieben wird, ist Teil der Maxilla. Anders als die Mandibula zeigt die Maxilla einen mehr spongiösen Knochenbau (Abb. 5). Dies wird damit erklärt, dass sie nicht solchen Kräften und Verwindungen unterliegt wie die bewegliche Mandibula. Für die postnatale kieferorthopädische Behandlung ist diese Beobachtung von besonderer Bedeutung, denn bei Änderung der Krafteinwirkung auf den Knochen ändert sich auch dessen Form. Aufgrund ihrer weniger ausgeprägten Kortikalschicht spricht die junge Maxilla hierauf auch besser an.

Postnatale Entwicklung

Die postnatale Entwicklung der Maxilla ist durch eine enorme Veränderung ihrer Proportionen gekennzeichnet (Abb. 6): Noch zur Zeit der Geburt ist die Maxil-la ausgesprochen flach, aber sobald sich in ihr die Zähne entwickeln und in die Mundhöhle durchbrechen, nimmt sie an Höhe zu (Abb. 8a, b). Ihre transversale und sagittale Vergrößerung steht auch in engem Zusammenhang mit der Entwicklung der Nasenhöhle und der Nasenatmung. Dies ist mit je nach Region unterschiedlich stark ausgeprägtem Abbau und Aufbau von Knochen verbunden (Abb. 7).

Die Prinzipien der von Melvin L. Moss beschriebenen funktionellen Matrix, nach der auch postnatal auf die Gewebe einwirkende Kräfte wesentlich ihre Form bestimmen, haben bis heute Gültigkeit. Diese Kräfte können im Inneren des Gewebes erzeugt werden, z.B. wenn sich die Zähne bilden und die Zähne in die Mundhöhle durchbrechen.

Aber auch von außen auf das Gewebe einwirkende Kräfte, wie die Zunge oder sogar auch die, wenn auch mit geringen Kräften, aber dennoch permanent durch die Nasenhöhle strömende Atemluft, wirken formgestaltend. Auf dieser Erkenntnis basiert die Funktionskieferorthopädie als therapeutisches Prinzip. Wenn ein Kreuzbiss vorliegt, der auf ein Wachstumsdefizit der Maxilla zurückzuführen ist, kann er auch selbst das weitere Wachstum der Maxilla blockieren (Abb. 9a). Zur Therapie ist es dann fol­gerichtig, jeglichen Druck von vestibulär auf den Alveolar­fortsatzknochen fortzunehmen und den Druck von palatinal zuzulassen.

Auf dieser verblüffend einfachen, aber biologisch wohl fundierten Erkenntnis beruht das Wirkungsprinzip des Funktionsreglers nach Rolf Fränkel (Abb. 9b, c). Voraussetzung ist, dass auch der Biss gesperrt wird, damit der Kreuzbiss überstellt werden kann und dass der Patient das Gerät gut trägt (Abb. 9d).

Auch wenn der günstige Behandlungszeitpunkt verpasst worden ist, das Wachstum der Maxilla oder zumindest ihres Alveolarfortsatzes (Processus alveolaris maxillae) noch im frühen Wechselgebiss ausreichend zu fördern (Abb. 9a–d), besteht durchaus noch die Möglichkeit des dentoalveolären Ausgleichs im bleibenden Gebiss eines jungen jugendlichen Patienten. Hier ist allerdings das Vorliegen einer maxillären Hypolasie differenzialdiagnostisch abzugrenzen. Im vorliegenden Fall konnte durch Anwendung einer Multibandapparatur und durch den Einsatz einer intensiv getragenen Delaire Maske (Abb. 10a) eine sehr ungünstige frontale Kopfbissverzahnung (Abb. 10b) mit einer dental mesialen Seitenverzahnung (Abb. 10d) noch korrigiert werden (Abb. 10c, e). Bei diesem dentoalveolären Ausgleich handelt es sich in den meisten Fällen allerdings um einen eher kompensatorischen Achsausgleich der Zahnstellung. Beim nachgewiesenen Vorliegen eines basalknöchernen Defizits der Maxilla sollte bei Patienten im späten Wechselgebiss dann eher an eine Erweiterung der Gaumennaht, vorzugsweise mit intraossär verankerten Geräten, gedacht werden. Die Möglichkeit, nach Abschluss des Wachstums ein Größendefizit der Maxilla durch chirurgische Verfahren wie Osteotomien oder Distraktionstechniken, auszugleichen, bleibt je nach Ausgangslage dabei immer noch eine verlässliche Option.

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