Inaugural dissertation zur erlangung des doktorgrades der hohen medizinischen fa

DIE TAKTILE FEINSENSIBILITÄT NATÜRLICHER ZÄHNE Eine klinisch-experimentelle Untersuchung INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Doktorgrades der Hohen Medizinischen Fakultät der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität zu Bonn vorgelegt von: KARL-HEINZ UTZ aus Solingen Bonn 1982 Angefertigt mit Genehmigung der Medizinischen Fakultät der Universität Bonn 1. Gutach~er: Professor Dr. Koeck Tag der mündlichen Prüfung: 7. 1982 Aus der Prothetischen Abteilung der Universitäts-Klinik und Poliklinik für Zahn- 9 Mund- und Kieferkrankheiten Bonn (Direktor: Prof.

52, Witterschlick A b s t r a c et UTZ, KARL-HEINZ: THE TACTILE SUBTLE SENSIBILITY OF NATURAL TEETH - A CLINICAL EXPERIMENTAL RESEARCH In two experimental series the tactile sensibility o:f natural antagonistic teeth is measured. With 109 persons tested, by means o:f oxide grains o:f aluminium equably distribute~ in yoghourt and diversely big, an absolute threshold value o:f 15 11-m is :found out. Male persons tested discover somewhat smaler :foreign bodies than :female ones.being tested can improve the threshold value through practice, yet not reduce at will. In a second experimental series the tactile sensibility is researched with the help o:f copper :foils which were di:f:ferently big.

The abs~lute tactile threshold values o:f more than 70 tested pairs o:f :front, pre-molar, and molar teeth each amount to 10 JlID each, those o:f canine tooth pairs to 20 pm (medaan). From the calculation o:f a 50-per-cent sensibility.follows for the ·:front teeth 29 pm 9 :for the canine teeth 63 pm, and :for the pre-molars and molars 17 pm each. Fluctuations dependent upon sexes are not to be ascertained. Both experimental series test various tactile sensibilities.

They detect no statistically sa:fe dependence o:f the tactile capability o:f the persons tested upon age, time o:f day, conduct o:f teeth, gl~ding o:f:f movement between centric position and maximwn intercuspidation as well as the dental supply o:f the teeth„ Für meine Eltern - 5 - Inhaltsverzeichnis Seite 1. Ziele der Arbeit 11 4. Anatomisch-histologische und physiologische Vorbemerkungen 4. Struktur, Gefäßversorgung, Nervenverlauf und mechano-e~ektrisches Transformations- system des Parodonts 12 4.

Verteilung der Rezeptoren im Parodont 14 4. Physiologische Bewegungsmechanismen des Parodonts 15 4. Mechano-elektrisches Transformations- system der Haut 16 4. Sinnesphysiologie des Parodonts 16 4.

Bedeutung der Rezeptoren im Parodont, in der Kaumuskulatur und im Kiefergelenk beim Tastvorgang 21 4. Allgemeine subjektive Sinnesphysiologie 23 5. Auswahl und zahnärztlicher Befund der Versuchspersonengruppe 24 5. Untersuchung der Feinsensibilität des Paro- donts mit Hilfe von Fremdkörpern in der Nahrung (Versuch 1) 26 5.

Auswahl der Prüfkörper 26 5. Kritik am Versuchsaufbau 33 5. Untersuchung der Feinsensibilität des Paro- donts mit Hilfe von Metallfolien zwischen antagonistischen Zahnpaaren (Versuch 2) 5. Auswahl des Prüfmaterials 34 5.

Versuchsaufbau bei den Folienversuchen 35 5. Kritik am Versuchsaufbau 42 6. Berechnungen und Tests mit den Ergebnissen aus Versuch 1 43 - 6 - 6. Berechnungen und Tests mit den Ergebnissen aus Versuch 2 6.

Tests zur mittleren absoluten Tast- fähigkeit 45 6. Tests zur 50%~Sensibilität 46 6. Korrelation zwischen,mittlerer absoluter Tastfähigkeit und der 50%-Sensibilität 47 6. Vergleich zwischen den Daten aus Versuch 1 und Versuch 2 47 7.

Ergebnisse aus Versuch 1 48 8. Ergebnisse aus Versuch 2 8. Tastfähigkeit der Frontzähne 52 8. Tastfähigkeit der Eckzähne 57 8.

Tastfähigkeit der Prämolaren 57 8. Tastfähigkeit der Molaren 62 8. Vergleich zwischen den Tastempfindungen der Front-, Eckzähne, Prämolaren, Molaren 66 8. Untersuchung der Korrelation zwischen abso- luter Tastfähigkeit und der 50%-Sensibilität 68 8.

Vergleich der Tastfähigkeit zahnärztlich behandelter und unbehandelter Zähne 68 9. Vergleich der Ergebnisse der Versuche 1 und 2 10. Prüfung der Tastfähigkeit mit Aluminium- oxid in Joghurt 72 10. Prüfung der Tastfähigkeit mit Kupferfolien zwischen antagonistischen Zahnpaaren 76 10.

Vergleich zwischen Versuch 1 und 2 80 11. Einleitung Der stomatognathe Apparat wird als biologischer Funktionskreis au:fge:faßt, in. dem sich alle Teile gegenseitig beeinflussen (31). Somit können pathologische Veränderungen in einzelnen Bereichen die Funktion in anderen Systemgebieten beeinträchtigen.

Dys- :funktionsbedingte Zustände sind dabei mit Störungen des morpho-. :fu:nktionellen Gleichgewichtes im Kauorgan verbunden (30 9 68, 69, 89, 90, 91). Die Zähne nehmen in dem neuro-reflektorischen Reg•lkreis (6) als die eigentlichen Werkzeuge des Kauapparates (85) eine zen- trale Stellung ein. Ihnen obliegen Aufgaben der Nahrungsaufnahme und -verarbeitung, der Sprache, des Tastens von Fremdkörpern, der Gewährleistung der Kieferhaltung und der Ästhetik (12 9 68, 69, 85, 89, 91, 125, 134, 159).

Während unter rückgekoppelter zentralnervöser Steuerung Kau- muskulatur, Kiefergelenke sowie Bänder und Ligamente die soge- nannten ':freien• Bewegungen des Unterkiefers :führen und be- grenzen, beeinflussen antagonistische Zahnkontakte mit Hilfe propriorezeptiver.Organe die Unterkie:fermotorik während der Okklusion (12 9. Bereits PEASLEE (125) war 1857 die :feine Tastsensibilität der Zähne bekannt, die SIGMUND 1867 (154) als "modifizierte Tast- werkzeuge" bezeichnete. Selbst kleinste okklusale Interferenzen werden in maximaler Interkuspidation oder während zahnge:führter Bewegungen als Störquellen empfunden und ~okalisiert (36, 58, 78, 104, 118, 137, 161, 164). Problemstellung Die okklusale Harmonie bzw.

Disharmonie beeinflußt die Funktions- tüchtigkeit des stomatognathen Systems ("Form-Faktor", KROGH- POULSEN). Deshalb ist es von Bedeutung zu wissen, in welchem Bereich sich Veränderungen des okklusalen Reliefs bereits als - 8 - Störfaktoren erweisen. Eine okklusale Interferenz wird selbst- verständlich erst dann zu einem Hindernis werden, wenn sie der Patient bewußt oder unbewußt registriert. Dies hängt aber mit Wahrscheinlichkeit von der Größe der Berührschwelle des "Tast- werkzeuges Zahn" (SIGMUND 154.

Diese Empfindungsschwelle ist die praktische Richtschnur, die die Genauigkeit der okklu- salen Integration bei der Eingliederung von Zahnersatz, der Her- stellung von Füllungen oder dem Grad der Äquilibrierung bei Funktionsstörungen diktiert. Die taktile Feinsensiblität der Zähne bestimmt somit u. die erforderliche Sorgfalt in der praktischen Tätigkeit des Zahnarztes. Das Differenzierungsvermögen des odonto-parodontalen Rezeptor- appara tes (102) und des Kausystems insgesamt kann man auf' recht unterschiedliche Weise prüfen: So ist es z.

möglich, die maximale Belastungsgrenze von Zäh- nen durch das Aufbeißen auf verschieden zusam111engesetzte Prüf. körper zu bestimmen (1 9 6, 7, 106, 112 9 117, 162). Dagegen wird das Lokalisationsvermögen des Zahnsystems getestet, indem man eine leichte Zahnbelastung verschiedener. JJJit dem subje~tiven Empfinden des Patienten vergleicht (58, 78, 118, 125, 161, 164).

Die Unterscheidungsschwelle kann man einerseits zwischen unter- schiedlich stark einwirkenden Kräften (8, 9) ermitteln; anderer- seits ist es möglich,.zwischen verschieden dicken Prüfkörpern (2, .) zu messen oder durch Aufbeißen auf Gegenstände verschiedener Konsistenz zu berechnen (102, 105)„ Die Beimengung von Calzium-Carbonat (105) oder kleinen Stahl- kugeln (119, 120) in Testnahrung erlaubt es, die Reaktion der parodontalen und oralen Mechanorezeptoren auf Strukturverände- rungen der Kost zu untersuchen. Die taktile Feinsensiblität der Zähne entspricht einerseits der minimalen Belastungsschwelle. Um sie zu ermitteln, wird ein Zahn so lange zunehmend mit einer Kraft belastet, bis die subüektive. eerührungsschwe+le erreicht ist (13, 29, 39, 41, 61, 71, 74, 99, __ __________ _.

1 UNTERSUCHUNGSERGEBNISSE ZUR TAKTILEN SCHWELLENWERTBE- ·sTIMMUNG BEIM MENSCHEN (ZAHNBELASTUNG) IN DER LITERATUR (Angaben gerundet in mN) Autor Front- Eck- Prämo- Mola- Methode/ zähne zähne laren ren Belastungsrichtung. 1975 )15 - - - elektronischer Um- setzer/50%- Schwelle ~-~. FREY-Reizhaare/ )10 )30 )59 axial 1951 HERHOLZ 1978 )4 - - - :federge:fesselter Drehschwinger/ ~~-~- ~-~-~-~- ~-~---=~-- - ----- axial JENZ 1976 )5 )7 - - :federge:fesselter Drehschwinger/ axial JOHANSSON. 1976 nischer Umsetzer/ 50%-Schwelle -~--~~-- ·--------- LINDEN 1975 15 - - - elektronischer Umsetzer/ 50%-Schwelle „.

1---·-- ---- LOEWENSTEIN Feder-Ästhesio- 9 18 24 44 meter/axial u.- ~=---=----~ -·------·- ------ MANLY u„a„ 10 axial )78 axial v„ FR~Y-Reizhaare/ 1952 )5 seitlich >18 seitlich. axial, seitlich MÜHLBRADT .a„ 1976 (10 - - nisc:tier-·Kra:ft- :fühler/~xial =C~p,,,,,,_~fa-#-'=='0'Y•""AffJ,•~07~,,;;_7,c;:~,,,,. FREY-Reizhaare/ )10 ) 15 seitlich 1931 -- „.„ STEWART Ästhesiometer/ 1927 69 - - seitlich •.esio- 1964- )4 13 - meter/axial Alle in der Literatur angegebenen Einheiten wurden in mN umge- rechnet (1 p~9,8 mN)„ - 10 - Andererseits kann man die taktile Feinsensibilität als die 11 Tastfähigkeit 11 (THEIL) der Zähne ansehen„ Sie wird f'estgestellt, indem man die Fremdkörperdicke ermittelt 9 die gerade noch zwischen natürlichen antagonistischen Zähnen wahrgenommen werden kann. Als Versuchskörper dienen Drähte.

2 UNTERSUCHUNGSERGEBNISSE ZUR TAKTILEN 'SENSIBILITÄT MITTELS ANTAGONISTISCHEM ZAHNKONTAKT (LITERATURUBERSICHT) (alle Angaben in fm) Autor Front- Eck- Prämo- Molaren Prüfmethode zähne zähne laren CAFFESSE u„a. 16 Alufolie 1 HOLL STEIN 20 20 50 Draht 1933 KRAFT 20 Draht, Haare, 1_962 --~!E;l.!!!~~~-!L MELA u„a„ Meta1lf'o1ie 1965 10 - 62 (50~-Sensibilit -----·---------------1-----~---~-~--·-·- SIIRILÄ u„a„ 8-10 8-10 A1u- 9 Zinnf'o1ie 1963 THEIL 50 Draht 1931 TRYDE u„a. 10-35 Silberf'o1ie 1962 + 15 (50%-Sensibilit~ Die Festlegung der.taktilen Sensibilität eines natürlichen Zahnes als seine Reaktion auf .langsam zunehmende Belastung 2 wird physikalisch in Newto:n (1 N = 1 kg m/s- ) gemessen„· Für die zahnärztliche Tätigkeit ist dies eher von theoretischer Bedeutung„ Def'iniert man die taktile Feinsensibilität natürlicher Zähne jedoch als die Fremdkörper~Dicke, die gerade eben noch zwischen antagonistischen Zähnen empfunden wird, dann resultiert eine Größe, die in Millimetern bzw„ Mikrometern gemessen werden kann. Solch eine Schwellenwert-Bestimmung scheint deshalb vnn größerem - 11.

klinischen Interesse, weil sie.uns eine konkrete.tion über den Größenbereich der.erforderlichen Anpassung zahnärzt- licher Arbeiten geben kann. Ziele der Arbeit Im :folgenden soll die taktile Feinsensibilität natürlicher Zähne mit zwei unterschiedlichen Verfahren gemessen und mit- einander verglichen werden. Zum einen wird das Di:f:f erenzierungsvermögen des odonto-parodon- talen Rezeptorapparates durch das Ertasten von kleinsten Teil- chen in der Nahrung bestimmt (Versuch 1). Zum anderen haben wir die Metall:foliendicke ermittelt, die die Probanden gerade noch zwischen den Zähnen :fühlen (Versuch 2).

Da anzunehmen ist, daß die Ergebnisse der Untersuchungen von verschiedenen Ein:flüssen abhängen können, wurde gleichzeitig ein ~usammenhang mit den :folgenden Faktoren überprüft: - Alter und Geschlecht der Probanden - ~ageszeit der Untersuchung - Art derZahn:führung - Größe der Abgleitbewegung zwischen retraler Kontaktposition und maximaler Verzahnung - Art der Füllungen und Kronen. Die Auswahl des Untersuchungsver:fahrens sollte die anatomischen und physiologischen Gegebenheiten des mastikatorischen,Systems berücksichtigen. Auch die Versuchsergebnisse sind nur aus dieser Sicht zu werten. Deshalb werden die Grundlagen im :folgenden zu- sammenfassend dargestellt.

Anatomisch-histologische und physiologische Vorbemerkungen 4. Struktur, Gefäßversorgung, Nervenverlauf und mechano- elektrisches Transformationssystem des Parodonts Das Parodont besteht aus Wurzelzement, Desmodont,. alveolärer Knochengewebskompakta und marginalem Parodont (48). Es sorgt :für eine federnde Aufhängung des Zahnes in seiner.

Die Wurzelhaut beherbergt rhombisch verzweigte und fu:ltktionell orientierte Blutgefäße nach Art eines.netzftirmigen Korbes sowie parallel dazu verlaufende Lymphgefäße. Lymphe, Blut und inter- stitielle Flüssigkeit bilden ein hydraulisches Flüssigkeits- kissen gegen die dynamische Belastung des Zahnes. ent- scheidend zu.seiner funktionellen Bewegungscharakteristik bei (vgl. Die bindegewebige Syndesmose zwischen Zahn und Alveolarknochen besteht ferner aus derb:faserigen, unelastischen, sich scheren- gitterartig überkreuzenden und gewellt verlaufenden kollagenen Faserbündeln in :funktioneller Anordnung sowie Oxytalanfasern.

Die Fasern sind in eine gelartige, amorphe Grundsubstanz einge- bettet und dienen zur Weiterleitung von Kräften vom Zahn auf den Knochen. i:r,li tiale um;l desmodontale Zahnbeweglichkeit (35, 62, 63; 76, 85, 138 9 145, 148). Die Kollage:nf'asern verlaufen nicht nur zwischen einem Zahn und seiner Alveole, sondern im Bereich der angewachsenen Gingiva findet man auch transseptale Fasern. Diese verbinden das supra-alveolär.e Wurzelzement eines Zahnes mit dem des benachbarten Zahnes (146).

Die Dicke des Parodontalspaltes zwischen Zahn und.Knochen ist vom Alter und der Funktion des Zahnes abhängig {21, 35)„ Der ~aum des Periodontalspaltes ist bei einwurzeligen.Zähnen 30 - 100 mm3, bei mehrwurzeligen Zähnen 65 - 150 mm3 (146). Er nimmt ferner Nervenausläufer des N. trigeminus als Endäste des Plexus dentalis superior und des Plexus dentalis inferior einschließ- lich der Endorgane auf„ Man geht heute davon aus, daß die Pulpa des. Zahnes lediglich in der Lage ist, nocizeptive Reize zu ver- mitteln, wogegen die Rezeptoren der taktilen Sensibilität im- PesmQdont und.

sensorische und autonome Innervation des Parodonts wird au:f zwei verschiedenen.: dickere Ner- ven aus ca. 8 - 20 Fasern (145) treten im apikalen Gebiet der Alveole in die Wurzelhaut ein. Sie ziehen sowohl zur Wurzel- spitze als auch zum marginalen Parodont. Weitere und dünnere Stämme aus ca.

8 - 10 Fasern (145) erreichen das Desmodont über die Lamnia cribrosa des Alveolarknochens.dort laufen sie einerseits zur marginalen. Es gibt nicht-myelinisierte Fasern zwischen 0,5 und 4 .)JJ" und mye- linisierte Fasern von 1 bis 16 ;tm Durchmesser. tungsges~hwindigkeiten schwanken zwischen 24 und 83 m/s (3, 45, 46:,: 96, 162).Einigkeit herrscht über die Art der Nervenendungen. FALIN (33), KADANOFF (75) und WEILL u.(174) können kei:ne speziellen Endungen feststellen.

(98), SIMPSON (157) und van der.SPRENKEL (160) :finden ebenfalls keine umkapselten Rezeptoren, sondern sich veri;istelnde Schlingen und kolbenförmige Verdi.ckunge:n„ SCHOUR (145) berichtet von spindeligen.