V. Lapter, Der totale nnd der orale Rauminhalt yon kieferorthop~idischen Gerttten 279

Aus dem Institu~ fiir Kiefbrorthop~idie (Vorstand: Doz. Dr. V. L a p t e r) der Stom~ologischen l%kult~it (Dekan: Prof. Dr. B. M~rkovid-Pei6ir Universit~t Zagreb/Jugoslawien

�9 f q . . �9 Der totale und der orale Rauminhalt yon km erorthopadlschen Ger/iten

(Experimentelle Uutersuchungen)

Yon V. JLapter, Zagreb

Mit 1 Abbildung

Die formende Kraf t der Funktion ist der st~rkste und wichtigste Faktor in der Entwickhmg sowohl der Gesamtstruktur eines Lebewesens als auch seiner einzelnen Teile, z. ]3. des Sch~dels und des Gesichtsskeletts. Die funktionelle T~tigkeit eines anatomisch normalen Organs unterscheidet sich wesentlich yon der eines Organs mit anormaler Entwicklung. Die Komponenten aber, die sich der Funktion eines bes t immten Organs widersetzen oder ihr l~ichtung geben, sind yon grundlegender ]3edeutung.

Wenn man in diesem Sinne die l~olle der Zunge betraehtet, kann man fest- stellen, dal~ zwJschen diesem Organ und dem Kiefer ein enger Zusammenhang besteht, der sich im positiven wie im negativen Sim~e auswirke~l kann. Uber dieses Problem ~qlrden zahlreiche Abhandlungen verSffentlicht, z. ]3. deren 12 im 23. Band der Zeitschrift , ,Fortschritte der Kieferorthopgdie" (1).

Das gegensei~ige Abhgngigkeitsverh'~ltnis zwischen Zunge und Kiefer wird durch drei wesentliche Faktoren best immt :

a) die GrSl~e der Zunge, b) den verfiigbaren I~aum und c) den Rauminhal t der evtl. vorhand| Gergte, die einen gewissen TeJl dieses

l~a.umes ausffillen. Bisher ist es nicht gelungen, den ]~aum.inhalt der Zunge eines lebenden Men-

schen im Ma~einheiten anzugeben; an Leichen dagegen konnte durch Messung yon 12 Fgllen festgestellt werden, dal~ der Rauminhal t der Zunge beim Erwaoh- senen im Durchschnitt 55 cm. a betrggt (2). Ferner haben S c h w a r z e und K r e i s e l eine Methodc zur Messung des funktionellen Rau:minhalts dcr Zunge mit einer speziell konstruierten Apparatur beschrieben (3).

Mfi l ler (2) hat das Volumen yon insgesamt 160 ~eferorthopgdischen Ger'~ten gemessen und ftir den Aktivator ohne seifliehen AufbiB im Durchschnitt 10,1 cm 3, mit Aufbil~ sogar 12,7 cm s gefunden. Mi i l le r besehreibt abet die Methodik nieht eingehend, sondern erw~hnt nur, da[~ der lgauminhult der Gergte durch das Ein- tauchsvolumen gemessen wurde. Die ~essungen sind in seiner Arbeit nur neben a~derem behandelt .

Angeregt dureh die 1%rschungsbemfihungen mn die Zungenfunktion (4) be- gann ich an einer besonderen ~eBmethode zu arbeiten, die erm6glichen sollte, den

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l~auminhalt yon einem kieferorthop/~dischen Gergt oder yon einzelnen Teilen des Gerates objektiv zu registrieren, um damit vielleieht weitere Ideen zur Entwiek- lung geeigneterer Konstruktionen yon kieferorthopadisehen Get , ten zu gewinnen.

M a t e r i a l u n d M e t h o d e

Als Forsehungsobjekt diente ein Fall der klassisehen Kompression des Ober- kiefers mit wotrudier ter Front, Klasse I I um eitle ganze Pr/imolarenbreite, tiefem Big mit Ber/ihrung der Schleimhaut und inzisaler Stufe yon 9 mm; die SI betrug 3I mm, die obere Zahnbogenbreite vorn 32 anstat t 36,5, die hintere 63 start 4:7,5 und die obere vordere Zahnbogenlange 19,5 anstat t 18 ram.

Da ffir die KotTektur soleher Fglle versehiedene Ar t ende r abnehmbaren Ge- rate in. Betraeht kommen, ~nlrden i/it die vergleiehenden Messungen fiinf Typen herangezogen :

1. klassischer Akti~-ator mit eingebauter Sehraube, 2. Funktiollsregler naeh F r g n k e l , 3. Grmldgergt des Bionators nach B a l t e r s , 6. eine Modifikation des Apparates nach B i m l e r , 5. DehnungsvorbiGplatte naeh Ho tz .

Als Mel3instrument wurde die ~ o h r - W e s t f a h l - W a a g e benutzt, die gemaG ihrer Grundkonzeption zum Feststellen des spezifisehen Gewiehts (bzw. der Diehte) yon Flitssigkeiten, LSsungen. und festen Stoffen dienen kaim. Das ~eBprinzip basier~ auf der Feststellung des Auftriebs, welcher dureh das ~r/tgen der verdr/ing- ten F1/issigkeit hervorgerufen wlrd (Arehimedisehes Gesetz). Es handelt sieh um eine Waage mit ungleiehen Waagebalken, die zuerst ins Gleiehgewieht gebraeht werden muB, wobei am Ende des langeren Waagebalkens der entsprechende Sehwimmer hangen soll.

In unserem Fall wurde am Ende des Waagebalbns der zu priifende Mefer- orthopadisehe Apparat anstat t des Seh~dmmers aufgeh/~ngt. Vor der l~{essung ist zucrst in eine daftir vorgesehene Kerbe des Waagebalkens eine Platte zum Auf- legen der Gewichte zu hangen, an deren Unterseite sieh ein tIakehen befindet zum Befestigen des Prfifgegenstandes mittels eines i0 em langen Dentimeter-Drahtes. Dann ist die Waage dureh Aufhangegewichte ins Gleiehgewicht zu bringen. (Das Gegengewieht am Ende des kiirzeren ~u ia Drehsehraube urtd Zeiger endend, dient kleineren Korrekturen.)

Naehdem die ~raage mit dem geprtiften Gegenstand in Ireier Luft auf diese Weise ins Gleichgewieht gebraeht ist (Arbeitsphase), wird der aufgehangte Appa- rat v611ig in ein mit destilliertem Wasser yon 20 ~ geffilltes durehsichtiges GefaG eingetaueht und dann dutch Auflegen yon Gewiehten auf die vorgesehene Platte das Gleiehgewieht hergestellt sowie der betreffende Weft abgelesen (Megphase).

Bei diesem Vorgehen (Abb. 1) mlrde besonders darauf geachtet, dab auf dem eingetauchten Gegenstand (im dargeleg~en Beispiel ein Aktivator) keine Luft- blasen verbleiben, und dab der Apparat in der Fliissigkei~ frei, d. h. ohne l~eibung at~ den inneren Gefagwanden, sehwimmt.

Das gbgelesene Gewieht entsprieht im konkreten Fall dem verdr/~ngten, t~aum- inhalt des gesamt, en Apparates in em ~ des Wassers bei 20 ~ Die Temperatur- korrekturen (hier 0,0018 kg/m s) wurden nieht durehgef/itn% da diese einen sehr geringen EinfluG auf die Messungen ausiibe~ und daher f/it ur~sere Auslegung der Resultate unbedeutend sind (x~gl. Tab. I).

V: L~pter, Der ~otale und der orMe RauminhM~ vo~ kieferorthop~tdischen Ger~iten 281

Abb. 1. Waage nach M o h r - W e s t f ~ h l zur Volumenbest immung

1. GleichgewichtsskMa, 2. Gegengewichtsschraube und Zeiger, 3. Aufh~ngegewichte zum Ba- la.ncieren der Wauge, 4. P l a t t e zum Aufsetzen der anMytischen Gewichte, 5. Schraube zum Festlegen der Wa~a.genhOhe, 6. Schraube zur HorizontMeinstellung des MeBinstrumentes,

7.5feBobjekt (Aktivator) 8. Thermoiaeter

Tabdle I. Andernng der Wasser-Dichte mi~ der Temperatur

Temperatur Dichte ~ Kg/m 3

5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1000,0 1O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 999,7 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 999,1 20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 998,2 25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 997,1 30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 995,7 35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 994,1

282 ~'ortschrit~e der Kieferorthopgdie Bd. 29 (1968) Hef~ 2

I m weiteren Verlauf unserer Untersuehungen haben wir das gleiehe Verfahren aueh zur Volumenbes t immung yon Teilen der Gergte (Draht, Akryla t - - oder kombiniert) verwendet, die sieh im Cavum oris propr ium befinden.

R e s u l t a t e

Mit der dargestell ten MeBmethode wurdert folgende Resul ta te erzielt :

Bezeiehnung des Apparates I~auminhalt in em a

3RauminhMt der kompletten App~rate (,,I")

1. Aktivator mit Sehraube . . . . . . . . . . . . . 8,670 2. Funktionsregler naeh tPrgnkel . . . . . . . . 5,760 3. Grundger~t des Bionators . . . . . . . . . . . . 4,215 4. Apparat naeh Dimler . . . . . . . . . . . . . . . 1,642 5. DehnungsvorbiBplatte naeh trIot z . . . . 3,61I

Raumblhalt der orMen Teile der Apparate (,,II")

i. Aktivator mit Sehraube . . . . . . . . . . . . . . 6,670 2. Funktionsregler nach Frgnke l . . . . . . . 0,650 3. Grundgergt des Bionators . . . . . . . . . . . . 3,176 l. Apparat nach B imle r . . . . . . . . . . . . . . . 1,265 5. DehnungsvorbiBplatte naeh I-Iotz . . . . 3,575

Aus den Ergebnissen kanrt man sehliegen, dM3 der gr613te Unterschied zwischen dem ]~auminhalt des ganzen Appar~tes und seines orMen Tefles beim Funkt ions- regler naeh F r g n k e 1 besteht (,,I" :,, I I " = 5,760 : 0,650). Das heii3t, dab das Gergt mi t dem zweitgr6ftten t o t a l e n den kleinsten ora le i1 i~auminhMt aufweist. Der Akti- va tor mit, 8ehraube ha t im Vergleieh mit dem erwghnten Gergt zwar aueh einen etwas gr613ereI1 TotMinhalt , aber dabei einen fast zehnfaeh gr613erelz oralen l~aum- inhMt. A ueh ohne Messung ist sehon zu erkennen, dM3 hier wesentliehe Unter- sehiede bestehen, da der Akt iva tor mit seiner gesamten kompakten Kunststoff- masse in der eigentliehen ~[nndh6hle liegt, wghrend der Appara t naeh F r g n k e l mit seinen ausgedehnten Vestibularflfigeln gr613tenteils auBerhMb derselben bleibt. Aueh das Wirkungsprinzip beider Apparate ist vo l lkommen untersehiedlieh. Vom Standpunkt der Adaptat ionsm6gl iehkei ten des Pat ienten und seines Mitwirkens sind diese Fak to ren sehr wiehtig.

Obwohl die Kons t rnk t ion naeh B i m l e r wegen ihres attBerordentlieh Meirmn totalen und ihres ebet~so Meinen orMen l~auminhMtes imponiert (, ,I" :,, I I ~176 = 1;642 : 1,265), wurde diese wegen bes t immter Mgngel jedoeh nieht in unser regelmggiges

.gepertoir der abnehmbaren Gergte aufgenommen. Wenn man den Akt iva to r mi t dem Bionator vergleieht (,,I" :,, I " = 8,670:4,215 und , ,II : ' :,, I I " = 6,470:3,47g) u nd dabei die Prinzipien ihrer versehiedenart igen Wirkung vernaehlgssigt, be- merkt man gleieh, dab die Kons t rukt ion naeh B a i t e r s graziler ist, da der orMe Teil auf kleinsten I~auminhalt reduziert sein soll.

D i s k u s s i o n

I n der ErSr terung des d~rgelegten Problems m6ehte ich zurtgchst zurtiek- blicken auf die Umst~nde, die mieh zur Ausarbei tung der besehriebenen 3/[ethode veranlaBt haben: Sie ist vor Mlem sehr einfach und auBerordentlieh genau; wenn

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man ngmlieh die konstante Temperatur w~hrend des 5Iessens beaehtet, kSnnen die Ergebnisse ohne Sehwierigkeit auf drei Dezimalen eines Milliliters best immt werden.

E s ggbe aueh andere M6gliehkeiten, nm entspreehende ~essungen durehzu- ffihren, doeh diese sind ziemlieh umst/~ndlieh und oft ungenfigend genau: Begnfigt man sieh z. B. beim Einlegen des Apparates in einen graduierten Zylinder damit , die GrSBe des Volumens ant Ansteigen der Flfissigkeit direkt abzulesen, dann mul3 die 0ffnung des Zylinders etwas gr6ger sein als der Apparat , d. h. relativ weir, und damit wird (tie ErhShung des Flfissigkeitsniveaus gering. Der kfirzeste Dureh- messer des im Beispiel angeffihrten Aktivators yon 8,760 ml Volumen betrggt 6 era. Benfitzt man Ifir seine Volumenbestimmung einen graduierten Zylinder mit geringstm6gliehem Durehmesser, dann ist die Oberfl~ehe des Wassers 12,56 em 2 groB und die H6he yon 1 em entsprieht einem t~auminhalt yon 12,56 em s. Daraus folg~, dag die Niveauerh6hung yon 1 m m das verdr~ngte Volumen des eingesetz- ten Gergtes yon 1,256 em 3 anzeigt. Zu der geringen l?IShenver/~nderung ffir einen verhgltnism~Big grogen I~auminhMt kommt noeh der Fehler dutch die Parallaxe, sowie der Fehler dutch den auf der Oberfl~ehenspannung des }Vassers bernhenden Meniskus an der Innenwand des Mel3zylinders. Sehon wegen dieser negati,[en Fak- toren sind sehr genaue Ergebnisse nieht zu erwarten. Es wird vor allem often- siehtIieh, dal~ Apparate sortie Ger/~teteile yon kleinem Volumen mit der erwghnten Methode kaum geprfift werden kSnnen.

I m Sehrifttum ist femer die ~I6gliehkeit angegeben, die Eintauehvotumen dutch Abwiegen des fiber einen Niveaustandregler abflieBenden Wassers zu ermit- teln. Aueh dieser Methode haften gewisse, oben sehon erw~hnte Naehteile an; in der Genauigkeit ist die von uns angewendete 3~ethode mit der ~[o h r- We s t f a h 1- }Vaage weit fiberlegen.

Denkt man an die Bedeutung des freien t~aumes in der Mundh6hle ffir die ungehinderten oder aueh die dirigierten Zungenbewegungen (Konstruktion naeh B a l t e r s ) z. ]3. beim Spreehen, einem wiehtigen t~aktor der sog. Tagesapparate, dann erseheint eine rationelle Benfitzung dieses Ranmes augerordentlieh wiehtig. Dabei sind wit uns sehr wohl des Umstandes be~ntBt, dab ein Apparateteil aueh bei gMeher Dimensionierung (d. h. gleiehem t~auminhalt) auf den hier definitier- ten I~aum - - eavum otis wopr ium - - versehiedenartige Auswirkung haben wird, je naehdem ob er diagonal, transversal, vertikal oder in anderer I~iehtung liegt. Da abet fast kein Ger~t (mit Ausnahme des Znngensehildes) re.it der hier besehrie- benen Methode beztiglieh seiner genauen L~ge in der eigentliehen Mundh6hle differenziert wird, ist diese l~Jberlegung nut rein theoretiseh : Die angegebene Meg- methode hat aussehlieBlieh die Anfgabe, exakte 1VIessungen der Meferorthop~di- sehen Ger~te oder ihrer Einzelteile zu ermSgliehen, wenn sieh aus irgendweleben Grfinden die Notwendigkeit zur Feststellung ihres l~auminhaltes zeigt. Diese Methode ist - - auger in der orthopgdisehen Disziplin - - ebenso ffir herausnehm- baren prothetisehen Ersatz nnd ~hnliehes verwendbar.

S c h l u g f o l g e r u n g

Exakte Messungen des gesamten und des oralen l~auminhaltes der kieferortho- p~disehen Ger~tte sind ans verschiedenen Grfinden yon Bedeutung. Die dargestellte ~eBmethode mit I~Iflfe der M o h r - W e s ~ f a h l s e h e n Wa~ge k6nnte vor Mlem ffir die Forschung auf dem Gebiete der Kieferorth.op~die, der Prothetik und der Phonia~rie yon Interesse sein.

284 Fortsehritte der Xieferorthop~die Bd. 29 (1968) Heft 2

Zusammen~assung Mit Hilfe der ~Iohr-Westf~hlsehen W~ge wurde eine Me,bode zur Messung des R~um-

inhal~es yon kieferorthop~dischen Apparaten oder deren Einze]teilen ~usge~rbeitet. :Bei den Versueh~n ~v-urden ffmf verschiedene herausnehmbare Ger~te zur Ther~pie eines SchmuI- kiefers (Angle K1. II/1) getestet. Die Vorteile der MeSme~hode und deren Zweek wurden be- schrieben.

Schrifttum

1. Fortschr. Kieferorthop. '23 ( 1 9 6 2 ) . - 2. Miil ler , G., Fortschr. Kieferorthop. 24 (1963) 276. - - 3. Sehwarze, C. W., und E. A. Kre ise l , Fortsehr. Kieferorthop. ~5 (196~) 4 ~ 9 . - 4. L apter , u Transact, ion of E.O.S. 41 (1965) 115. - -

Ansehrift d. Verf.: Doz. Dr. V lad imi r Lap te r , Z~greb, N. Demonje 15/II, Jugoslgwien