Kieferorthopädie 19.09.2016

Herbst – was haben wir gelernt?

Dr. Bernardo Quiroga Souki
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Im Rahmen des AAO-Kongresses wurde eine Studie präsentiert, die dentoskelettale Veränderungen in Verbindung mit der Herbst-Apparatur dreidimensional untersuchte. 50 pubertäre skelettale Klasse II-Patienten wurden dabei mithilfe virtueller 3D-Modelle bewertet, die aus zu Therapiebeginn sowie -ende erstellten DVT-Aufnahmen generiert wurden.

Ein Beitrag von Bernardo Q. Souki¹, DDS, MSD, PhD; Paula L. Cheib¹, DDS, MSD; Antonio Carlos O. Ruellas², DDS, MSD, PhD; Lorenzo Franchi³, DDS, PhD; James McNamara Jr.⁴, DDS, PhD und Lucia H.S. Cevidanes4, DDS, MSD, PhD.

Einführung

Die Klasse II-Malokklusion ist rund um den Globus weitverbreitet und da mandibuläre Defizite bei heranwachsenden Patienten mit solcher Malokklusion eine große Rolle spielen, stellt der Einsatz von Geräten zur Vorverlagerung des Unterkiefers ein wichtiges Tool in kieferorthopädischen Praxen dar.^11, 14 Randomisierte, klinische Multicenterstudien haben gezeigt, dass bei der Suche nach einem effizienten Klasse II-Therapieansatz die Frühbehandlung nicht hinzugezogen werden sollte.^3–5, 13 Zudem wird in der Literatur empfohlen, dass die Einbeziehung der Pubertät in den Behandlungsplan eine gute Praxis für einen effektiven und effizienten Klasse II-Ansatz sei.^8, 9Andererseits wurde gezeigt, dass unter besonderen Bedingungen, wie dem erhöhten Risiko einer traumatischen Verletzung des Schneidezahns sowie psychosozialen Problemen, die frühe Behandlung einer Klasse II/1-Malokklusion von Vorteil für die Patienten ist.^5, 12Sofern Pubertät bedeutet, dass es sich um Teenager im Jugendalter handelt, kann der ideale Zeitpunkt, eine Klasse II-Malokklusion unter der Perspektive einer effizienten dentofazialen Orthopädie anzugehen, dem Kieferorthopäden hinsichtlich der Patientenmitarbeit bei Verwendung herausnehmbarer Apparaturen jedoch Probleme bereiten. Daher haben festsitzende Geräte zur Vorverlagerung des Unterkiefers bei den Kieferorthopäden in verschiedenen Ländern an Popularität gewonnen. Die Herbst-Apparatur stellt dabei das am meisten verwendete Gerät bei der Behandlung mandibulärer Defizite in den Vereinigten Staaten von Amerika dar.¹¹

Das Herbst-Scharnier und seine dentoskelettalen Effekte wurden seit der Wiedereinführung der Apparatur vor nahezu 40 Jahren umfassend untersucht. Die zweidimensionale Methodik (2D), einschließlich des Einsatzes lateraler Cephalometrie, der Magnetresonanz-Bildgebung sowie Histologie experimenteller Tierstudien, lieferte ein breites Spektrum an Erklärungen zu den Mechanismen der Unterkiefervorverlagerung bei der Behandlung von Klasse II-Malokklusionen. In den letzten Jahren hat die Entwicklung dreidimensionaler Technologien (3D) den Forschern einen alternativen Weg geboten, das faziale Wachstum und die Gesichtsentwicklung mit hoher Präzision und mittels einfacher Visualisierung zu untersuchen. Das Ziel dieses Beitrags ist es, darzulegen, was wir aus dreidimensionaler Perspektive über die Herbst- Apparatur gelernt haben.

Abb. 1: DVT-Scans, welche bei einem Herbst-Patienten vor (T0) und nach der Behandlung (T1) erstellt wurden, zeigen die veränderte Kinnposition nach erfolgter Therapie.

Abb. 2: Semitransparente Überlagerungen von zu zwei Zeitpunkten erstellten 3-D-Unterkiefermodellen: Herbst-Patient (a) und Patient der Klasse II-Vergleichsgruppe (b).

Abb. 3: Farbkarten mit Vektorisierung der Veränderungen beim kondylären Wachstum: Herbst-Patient (a) und Patient der Klasse II-Vergleichsgruppe (b). Volumetrische Überlagerung auf dem Unterkieferkörper.

Abb. 4a und b: Veränderungen der Fossa glenoidalis: Herbst-Patient vor Behandlungsbeginn (a) und nach erfolgter Behandlung (b).

Abb.4c und d: Patient der Klasse II-Vergleichsgruppe vor der Behandlung (c) und nach erfolgter Behandlung (d). Volumetrische Überlagerung auf der posterioren Schädelbasis.

Abb. 5: Dentoalveoläre Veränderungen im Bereich der oberen Molaren nach Behandlung mit der Herbst-Apparatur.

Abb. 6: Dentoalveoläre Veränderungen im Bereich der unteren Molaren nach Behandlung mit der Herbst-Apparatur. Überlagerung des Unterkiefers,

Patienten und Methode

Fünfzig skelettale Klasse II-Patienten mit der Indikation einer mandibulären Vorverlagerung waren Gegenstand einer retrospektiven 3D-Untersuchung. Alle Patienten (zwischen 12 und 16 Jahren alt) befanden sich in der pubertären Phase (CS3 oder CS4). Aus ihren DVT-Aufnahmen wurden mithilfe einer Open-Source-Software (ref) virtuelle 3D-Modelle erstellt. Die Modelle wurden bei Anwendung einer an anderer Stelle beschriebenen Methodik¹in den Zielbereichen volumetrisch überlagert. Die Überlagerung der anterioren Schädelbasis wurde dabei für die Analyse der fazialen Gesamtveränderungen, der Unterkieferverlagerung sowie des Umbaus der Fossa glenoidalis verwendet. Die regionale Überlagerung wurde verwendet, um die Veränderungen im Ober- und Unterkiefer zu prüfen. Fünfundzwanzig Personen wurden mit der Herbst-Apparatur (HAG) bei voller Aktivierung in einem Schritt behandelt; die anderen 25 Personen, welche lediglich andere dentale Behandlungen erhielten (z. B. kieferorthopädisches Alignment und Nivellierung in Vorbereitung einer Herbst-Therapie, Zysten-Marsupialisation, Behandlung verlagerter bleibender Zähne), wurden als Vergleichsgruppe (CG) hinzugezogen. Bei allen Patienten wurden zu zwei Zeitpunkten DVT-Aufnahmen erstellt – zu Therapiebeginn (T0) und nach der Behandlung (T1), wobei die Scans in einem Intervall von acht bis zehn Monaten gemacht wurden, je nach Bedarf. Die qualitative Bewertung mithilfe von semitransparenten Überlagerungen und farbcodierten Karten sowie die quantitative Bewertung mittels Punkt-zu-Punkt-Messungen erbrachten die folgenden Ergebnisse.

Ergebnisse

Unterkieferverlagerung

Eine signifikante Vorwärtspositionierung des Unterkiefers konnte direkt nach Insertion der Herbst-Apparatur festgestellt werden (Ø 6,5 mm, Werte lagen zwischen 4 und 10 mm).
Ausgehend von der ursprünglichen Vorwärtspositionierung des Unterkiefers wurde eine 65%ige Verschlechterung beobachtet (zwischen 47 und 75 %).
1,7 mm an zusätzlicher effektiver Vorverlagerung des Unterkiefers wurden in der Herbst-Gruppe gemessen, als diese mit der Kontrollgruppe verglichen wurde (2,2 mm HAG gegenüber 0,5 mm CG), was zur fazialen Verbesserung der Patienten beitrug (Abb. 1).
In der Herbst-Gruppe konnte eine mandibuläre Verlagerung nach ventral und kaudal festgestellt werden, während in der Kontrollgruppe vor allem eine Verlagerung nach kaudal zu beobachten war (Abb. 2).

Kondyläres Wachstum

Eine signifikante Veränderung in der kondylären Wachstumsrichtung wurde nach Insertion der Herbst-Apparatur beobachtet (Abb. 3).
Die Vergleichs-Klasse II-Patienten, welche keine orthopädische UK-Vorverlagerung erfuhren, zeigten ebenfalls ein signifikantes kondyläres Wachstum (0,7 mm dorsal und 1,6 mm kranial) während der acht- bis zehnmonatigen Intervalle.
Es wurde ein effektives dorsales kondyläres Wachstum von 1,2 mm gemessen (1,9 mm HAG gegenüber 0,7 mm in der Kontrollgruppe).

Verlagerung der Kondylen

Nach achtmonatiger Herbst-Behandlung konnten nur minimale Unterschiede zwischen der Herbst- und der Kontrollgruppe hinsichtlich der Position der mandibulären Kondylen in Bezug zur Fossa glenoidalis festgestellt werden (3D Euclidean distance: 0,07 mm; Rechts-links-Verlagerung: 0,01 mm; anterior-posteriore Verlagerung: 0,06 mm; Inferior-superior-Verlagerung: 0,11 mm).
Unabhängig davon, wie viel sich der Kondylus nach Insertion der Herbst-Apparatur nach ventral und kaudal bewegte, er kehrte wieder in sein ursprüngliches Verhältnis zur Fossa glenoidalis zurück.

Umbau der Fossa glenoidalis

Der Knochenumbau fand bei den Herbst-Patienten auf der Artikulationsoberfläche der Fossa glenoidalis statt (ca. 0,5 mm; Abb. 4a, b), während in der Kontrollgruppe (CG) keine signifikante Veränderung gemessen werden konnte (Abb. 4c, d).

Dentoalveoläre Veränderungen

In der Herbst-Gruppe (HAG) wurden in Zusammenhang mit der orthopädischen Vorverlagerung des Unterkiefers bleibende dento-alveoläre Veränderungen festgestellt. Bei der Kontrollgruppe (CG) konnten hingegen keine Assoziationen festgestellt werden, da die Vergleichspatienten eine andere kompensatorische Zahnbewegung erhielten.

Eine signifikante Proklination der unteren Schneidezähne wurde in der HAG-Gruppe beobachtet (7,3 Grad), und zwar zwischen 2,4 und 21 Grad.
Die Aufrichtung der oberen Schneidezähne war gering und variabel.
Die oberen Molaren bewegten sich nach dorsal (1,4 mm) und kranial (0,4 mm; Abb. 5a); jedoch, als der Oberkiefer sich um 0,9 mm nach kaudal bewegte, war die kraniale Molarenverlagerung „verschwunden“ (Abb. 5b).
Die unteren Molaren bewegten sich nach ventral (1,1 mm) und nach kranial (0,6 mm; Abb. 6).

Maxilläre Veränderungen

Es konnten keine signifikanten maxillären skelettalen vertikalen sowie sagittalen Modifikationen bei Verwendung der Herbst-Apparatur beobachtet werden.
Die Veränderungen fanden hauptsächlich im dentoalveolären Bereich wie ein Headgear-Effekt statt.

Diskussion

Die Schlussfolgerungen aufgrund der zweidimensionalen Untersuchungen bezüglich der Effekte bei Einsatz der Herbst-Apparatur sind recht präzise. Die zuvor beschriebenen Effekte konnten durch die Genauigkeit der neuen 3D-Technologie bestätigt werden. Der Umfang der gemessenen Veränderungen unterscheidet sich jedoch bei den beiden Methoden. Beispielsweise war das zusätzliche kondyläre Wachstum (was bei der Herbst-Apparatur als erwiesen erscheint) in früheren Beschreibungen mit 1,8 mm (Pancherz, Ruf, Kohlas 1998)⁷ und 2,5 mm (Ruf, Pancherz 1998)¹⁰ angegeben worden. Demgegenüber stellten wir ein effektives dorsales kondyläres Wachstum von 1,2 mm fest. Die mandibuläre, von Pancherz⁶ beschriebene erneute Rückverlagerung war kleiner als die im aktuellen Beispiel untersuchte (54 % gegenüber 65 %). Der Gewinn hinsichtlich der Kinnposition bei Einsatz der Herbst-Apparatur unterscheidet sich innerhalb der Studien. Wir stellten eine mandibuläre Positionierung nach vorn von 1,7 mm fest, während Pancherz⁶ von 2,5 mm bzw. Pancherz und Mitarbeiter von 0,9 mm7 berichten und De Almeida et al.² keinen solchen Hinzugewinn der Kinnposition beobachten konnten. Die Unterschiede zwischen unseren Ergebnissen und denen früherer Untersuchungen können durch Unterschiede in der Vergleichsgruppe, in den Überlagerungsmethoden sowie in der Genauigkeit bei der Identifizierung und Messung der Referenzpunkte erklärt werden. Das kieferorthopädische klinische Ergebnis überprüfend, haben alle Herbst-Patienten eine Verbesserung ihrer Klasse II-Malokklusion sowie fazialen Balance erfahren. Letztendlich ist es das, wonach Patienten und Kieferorthopäden bei dieser Art der orthopädischen Behandlung streben. Die dentoskelettalen dreidimensionalen Bewertungen der therapeutischen Verbesserungen und Wachstumsänderungen in der Herbst-Gruppe (HAG) haben eindeutige Beweise sowie weitere Belege für vorteilhafte, kurzzeitige skelettale Effekte der Herbst-Apparatur bei der Behandlung mandibulärer Defizite erbracht.

Zusammenfassung

Im Rahmen einer kurzfristigen Untersuchung von mit der Herbst-Apparatur behandelten Klasse II-Patienten konnte Folgendes festgestellt werden: ein effektives dorsales kondyläres Wachstum; eine Veränderung in der kondylären Wachstumsrichtung; eine Verbesserung in der Kinnposition sowie ein schrittweiser Knochenumbau der Fossa glenoidalis. Zudem konnten keine Veränderungen in der finalen Position der Kondylen in Bezug zur Fossa glenoidalis beobachtet werden. Die oberen Molaren distalisierten, die unteren Molaren mesialisierten. Eine vertikale Kontrolle konnte nicht erreicht werden, da beide unteren Molaren sowie der Oberkiefer sich in okklusaler Richtung bewegten. Die unteren Schneidezähne proklinierten exzessiv. Es konnte keine skelettale maxilläre Veränderung festgestellt werden.

1 Pontifical Catholic University of Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil; 2 Federal University of Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil; 3 University of Florence, Florence, Italy and 4 University of Michigan, Ann Arbor, USA.

„Wir verfolgen einen mehr konservativen Ansatz“

Welches ist das beste Alter für den Einsatz der Apparatur bei Klasse II-Fällen? Welchen Effekt hat das Herbst-Scharnier auf das Kiefergelenk? Und ist das Gerät zur Repositionierung eines verlagerten Diskus einsetzbar? KN sprach mit Dr. Bernardo Q. Souki über dessen Forschungsergebnisse und Erfahrungen.

Wann würden Sie eine Klasse II mit herausnehmbaren Apparaturen behandeln?
Ich glaube, herausnehmbare Klasse II-Apparaturen sind sehr gut bei stark ausgeprägten skelettalen Klasse II-Fällen geeignet, wenn die Patienten jung sind (also vor der Pubertät), wie im frühen Wechselgebiss, und psychosoziale Probleme und/oder das Risiko traumatischer Verletzungen der hervorstehenden bleibenden oberen Schneidezähne höher ist als der Durchschnitt. Da der therapeutische Klasse II-Ansatz bei jungen Personen für gewöhnlich eine lange Zeit in Anspruch nimmt, optimieren herausnehmbare Apparaturen die Mundhygiene der Patienten. Aus meiner persönlichen Erfahrung heraus, sind festsitzende UK-Vorverlagerungsgeräte anfälliger für Brüche nach sechs- bis achtmonatigem Tragen (Bänder und Bögen), wodurch sich die Zahl der SOS-Termine erhöht und die Behandlungszeit verlängert wird. Andererseits erfordern herausnehmbare Apparaturen – sofern sie gut vom Patienten getragen werden – weniger zusätzliche Termine.

Sie nennen konkrete Zahlen hinsichtlich der Behandlungseffekte (Oberkiefer, Unterkiefer, Fossa) mit der Herbst-Apparatur. Wie sind die Zahlen hinsichtlich herausnehmbarer Geräte?
An dieser Stelle verarbeitet unsere Forschungsgruppe von der Universität Michigan gerade in Zusammenarbeit mit Forschern von den Universitäten Rom Tor Vergata und Florenz die Daten, welche von mit herausnehmbaren Apparaturen behandelten Klasse II-Beispielen zusammengetragen wurden. Wir hoffen, hier schon bald mit Ergebnissen aufwarten zu können.

Wie ist es möglich, eine ausgeprägte Klasse II erfolgreich mit einem 0,5-mm-Umbau der Fossa, 1,4 mm Bewegung der oberen Molaren und 1,1 mm Bewegung der unteren Molaren zu behandeln?
In unserer Herbst-Patientengruppe hatten wir mandibuläre Vorverlagerungen von 4 bis 10 mm (durchschnittlich 6,5 mm). Die Korrektur der Klasse II-Malokklusion konnte durch dentale sowie skelettale Komponenten erreicht werden. Wir stellten ein kondyläres Wachstum von 2,4 mm fest (und es ist wichtig, die Änderung der kondylären Wachstumsrichtung zu erwähnen, welche eventuell zur Klasse II-Korrektur beigetragen hat); beobachteten einen Umbau der Fossa glenoidalis von 0,5 mm; ein mesiales Drifting der unteren Molaren von 1,1 mm und eine Distalisation der oberen Molaren von 1,4 mm. Trotz des Fakts, dass jemand glauben könnte, dass die Summe dieser Komponenten (4,9 mm) zu dem gleichen Außmaß einer Unterkiefervorverlagerung (6,5 mm) führen sollte, tritt dies in der realen Welt nicht ein. Einfach weil bei der überwiegenden Mehrzahl schwerer Klasse II-Fälle (jene, bei denen der Overjet größer ist als 7 mm) die sagittale Diskrepanz der Molaren und Eckzähne ungefähr 5 mm beträgt. Wir führen eine volle Aktivierung in einem Schritt durch und manche Patienten erreichen eine UK-Vorverlagerung von bis zu 10 mm. Jedoch scheint es, dass es hier eine biologische Grenze bezüglich des Wachstums von Kondylus und Fossa gibt, ebenso hinsichtlich der dentalen Kompensation. Eine erneute mandibuläre Rückverlagerung in das ursprüngliche Verhältnis von Fossa glenoidalis und Kondylen begrenzt ebenfalls das Ausmaß skelettaler und dentaler Kompensationen.

Welchen Effekt hat die Herbst-Apparatur auf das Kiefergelenk?
Wir haben in unserem Herbst-Beispiel eine Änderung der kondylären Wachstumsrichtung (mehr posterior als in der Vergleichsgruppe) festgestellt, ebenso eine Steigerung des kondyären Wachstums (1,2 mm mehr Wachstum in einem Zeitraum von acht Monaten). Darüber  hinaus zeigten die Fossa glenoidalis der Herbst-Patienten einen verstärkten Knochenumbau (0,5 mm).

Bis zu welchem Alter würden Sie den Einsatz der Herbst-Apparatur für Klasse II-Behandlungen empfehlen?
Auch wenn ich weiß, dass die Professoren Ruf und Pancherz den Einsatz des Herbst-Scharniers bei jungen Erwachsenen empfehlen und wir hier unsere größten Referenzen haben, verfolgen wir einen mehr konservativen Ansatz. Wir empfehlen den Einsatz der Herbst-Apparatur idealerweise während der Pubertät (CS3 und CS4) und sogar unmittelbar nach der Pubertät (CS5). Das chronologische Alter ist hierbei weniger wichtig als der Grad der skelettalen Reife. So haben wir unter diesem Aspekt männliche Patienten bis zu einem Alter von  20 Jahren mit idealen Voraussetzungen. Unsere persönliche Erfahrung mit weiblichen Patienten im späten post-pubertären Alter (CS6) waren hingegen nicht so effektiv.

Empfehlen Sie ebenfalls die Repositionierung eines verlagerten Diskus mithilfe der Herbst-Apparatur?
Nein, das tue ich nicht. Alle meine Patienten mit Diskusverlagerung oder irgendwelchen anderen Anzeichen oder Symptomen einer Kiefergelenkdysfunktion werden an einen TMD-Spezialisten überwiesen, bevor mit irgendeiner kieferorthopädischen Maßnahme begonnen wird. Ich hatte in der Vergangenheit eine weibliche Patientin (16 Jahre alt) mit einer Diskusverlagerung und einer stark ausgeprägten Klasse II-Malokklusion. Der TMD-Spezialist hat sie behandelt und ich erhielt die Genehmigung, eine UK-Vorverlagerungsapparatur bei ihr einzusetzen (die Patientin lehnte meinen Behandlungsplan mit orthognather Chirurgie ab). Das finale okklusale Ergebnis war in Ordnung, jedoch bekam die Patientin einen dualen Biss (± 4 mm Diskrepanz zwischen CR und CO).

Haben Sie vielen Dank für das Gespräch.

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