Mechanische Prophylaxe
Nur wenn ein Zahnarzt nach überlasteten Stellen sucht, kann er sie einschleifen und/oder mit Kompositkorrekturen eliminieren. Mit einer Karieskontrolle kann man mechanisch schädliche Zustände nicht erkennen.

Krone

1. Abnützung wegen Spannungsspitzen in den Höckerspitzen
2. Ermüdungsfraktur wegen schiefer Ebene, tiefer Verzahnung und geschwächtem Höcker neben Amalgam
3. Ermüdungsfraktur wegen steilem Höckerwinkel und tiefer Verzahnung

Zahnhals

4. Kerbwirkung beim Zahnhals, wo die Verbiegung gestoppt wird
5. Spannungsmaximum in der Kerbe. Lochfrass-Korrosion?
6. Lagerreaktion an der Seite wegen queren Belastungen

Wurzel

7. Lagerreaktion an der Wurzelspitze wegen axialer Überlastung
8. Längsfraktur wegen Lagerkräften und Wurzelschwächung
9. Ermüdungsfraktur eines wurzelbehandelten Zahnes bei Knirschen oder langen Höckern

Es gilt, die Ursachen zu erkennen. Dann lassen sie sich häufig eliminieren oder zumindest vermindern. Nur so können mechanische Schäden verhindert, verzögert und erfolgreich minimalinvasiv mit einfachen Kompositfüllungen statt mit Porzellankronen und Implantaten repariert werden.

1. Abrasion der Kauflächen

Abrasion: Abnutzung der Zähne durch folgende zwei Effekte, die verschieden stark beteiligt sind.

• Attrition: Abschleifen des Schmelzes an den Kontaktpunkten (Schneidekanten und Höckerspitzen) durch Bruxismus = kräftiges, chronisches Pressen und Knirschen.
• Erosion: Chemische Schwächung des Dentins durch Säuren von Früchten usw.

Die Schmelzprismen zeichnen die Form des Einbruchs an der Höckerspitze vor.

Siehe auch andere eingebrochene Höckerspitzen

2. Keilförmige Zahnhalsdefekte

3. Höckerfrakturen

Druck und Zug durchströmen alle Materialien. Das schwächste bricht zuerst.

Der Zement ist die "Haut der Wurzel". Er ist härter als Dentin und hängt meistens wie ein langer, dünner Spitz am abgebrochenen Höcker.

Das Dentin ist innen weich und aussen hart. Entsprechend verläuft die Frakturlinie nach aussen etwas steiler.

Der Schmelz bricht zuerst wegen seiner kleinen Zugfestigkeit. Kein Wunder, dass Schmelzrisse sehr häufig sind.

Höcker von +6
55-jährige Patientin (04.12.2019 / 2138)

4. Wurzelfrakturen

Wurzelbehandelte Zähne brechen sechs mal häufiger als vitale Zähne, auch bei normaler Belastung.

Normale Belastung

Querkraft auf     Axiale Kraft auf
Frontzahn        Seitenzahn

5. Karies wegen zu schonendem Zähneputzen

Die Patientin erhielt vor vielen Jahren den Rat, rechts unten nicht zu stark zu drücken beim Zähneputzen, weil sonst die keilförmigen Defekte grösser würden. Aber Zähneputzen ist nicht die Ursache der Zahnhalsdefekte. Sie sind vielmehr ein Synergismus von

• Zähneputzen (1 x pro Tag genügt)
• abrasive Zahnpaste ("für weisse Zähne", lieber eine "sensitive für empfindliche Zähne" oder eine mit etwas mehr Fluorid drin)
• harte Borsten (lieber soft als forte oder medium)
• täglich mehrmals saure oder süsse Esswaren/Getränke
• Bruxismus
• Speichelqualität
• genetische und bakterielle Faktoren

1. Die Kräftezerlegung

Jede Kraft übt eine Normal- und eine Querkraft aus.
Die Normalkräfte erzeugen vertikale Druckspannun­gen von der Krone bis zur Wurzelspitze.
Die Querkräfte erzeugen horizontale Zugspannun­gen mit Spitzenwerten unter den Höckern und beim Zahnhals. Diese sind kritisch, weil das Dentin nur wenig zugfest (≈ 50 MPa) aber sehr druckfest ist (≈ 500 MPa) und verursachen Kauschmerzen, Haar­risse und Höckerfrakturen.

Die Okklusionskorrektur

Bei der Okklusionsanalyse sucht man die Normal- und Querkräfte mit dem Farbband.
Beim Anfärben legt man 1, dann 2, dann 3 und auch noch 4 Farbbänder übereinander und lässt den Patienten liegend und sitzend auf die Farbbänder beissen und klappern.
Die zentrischen Kontakte liegen auf horizontalen Flächen. Links im Bild hat nur der 6+ einen solchen Kontakt, und bei 54+ fehlen sie.
Die Querkräfte liegen auf schiefen Ebenen. Kritisch sind die zu starken (Farbfleck durchgedrückt) und die breitflächigen Kontakte. Bei 54+ sind alle zu stark. Bei 6+ ist der Kontakt breitflächig und behin­dert das Wegfliessen des zerquetschten Bissens.
Eine fehlende Abflussrille wird eingeschliffen, um das Wegfliessen des Bissens zu erleichtern.
Die fehlenden zentrischen Kontakte werden mit Komposit hergestellt, wonach der Biss sich sofort "voller" und gleichmässiger anfühlt. Diese neuen Kontakte sind gut belastbar, wodurch sich das "Kauzentrum" gerne zu diesen hin verschiebt und so die Nachbarzähne entlastet.
Rezidive sind selten. Sie entstehen nach wenigen Wochen oder Monaten durch neue schmerzhafte Kontakte. Sind neue Kau- und Knirschbewegungen entstanden, oder ist eine Pulpa entzündet?

2. Das Hebelgesetz

Die Wurzelschraube mit dem Kompositaufbau ist wie ein einseitiger Hebel.
Er bewirkt bei ✱ eine Spaltkraft die etwa doppelt so hoch ist wie die Beisskraft an der Schneidekante. Die Wurzel­schraube ist etwa 10 mal steifer als Dentin und Komposit.

Verbesserung 1
Zwei Parapulpärschrauben leiten ⅔ der Spaltkraft ins Dentin hinter der Wurzelschraube und von da zu den Sharpey-Fasern hinter der Wurzel. Die Wurzel­schraube zieht den Zahnhals bei ✱ nur noch mit einer Spaltkraft von 40 N/cm² auseinander.

Verbesserung 2
Die Schienung befindet sich auf der Höhe der Beisskraft, weshalb es keinen Hebel mehr gibt und die Sollbruchstelle ✱ unbelastet bleibt.

3. Festigkeitslehre

Spannungsrisskorrosion

Niedrigzyklische Spannungen führen zu einer interkristallinen und/oder transkristallinen Rissbildung im Apatit. Gleichzeitig verändert das Korrosionsmedium Speichel die Kristalle, indem OH^--Ionen durch Cl^-- und F^--Ionen ausgetauscht werden. Dabei wird das Apatit zu einem heterogenen Mischkristall, der beim Zähneputzen wenig abriebfest ist. Es entsteht ein breitflächiger keilförmiger Defekt.

Apatit-Korrosion

Dentin besteht aus 10% Wasser, 20% Protein (v.a. Kollagenfibrillen) und 70% Calciumphosphat Hydroxylapatit (Nanometer-grosse Plättchen).
Ca₅(PO₄)₃OH + H⁺ ⇆ 5 Ca²⁺+ 3 PO₄^3- + H₂O
OH^--Ionen werden durch F^-- (von Zahnpasta) und Cl^- (von NaCl) -Ionen ersetzt. Es entstehen Mischkristalle aus Fluorapatit (Ca₅(PO₄)₃F ) und Chlorapatit (Ca₅(PO₄)₃Cl) und mit uneinheitlichen Gitterparametern.

Dauerfestigkeit des Dentins

Hier sind Zug- und Druckfestigkeiten aufgelistet. Wie bei vielen Materialien gilt auch beim Dentin:
 Zugfestigkeit ≈ 3 × Dauerfestigkeit, und
 Druckfestigkeit ≈ 30 × Dauerfestigkeit

Das äusserste Dentin ist doppelt so hart wie das innerste und wird im Alter etwa so weich wie junges inneres Dentin.
Dieser Befund ist bedeutsam bei der Präparation von erodierten Kauflächen, keilförmigen Defekten und abgebrochenen Kronen bei älteren Patienten (siehe zum Beispiel hier).

4. Die Tribologie

Ein Knirschgeräusch erweist sich nicht einfach als 1 Zahnbelastung, sondern ist eine Mehrfachbelastung wegen seinem knarrenden Charakter. Er ist ein Stick-Slip-Effekt des Schmelzes, und könnte durch einen Schmierstoff vermindert werden. Dies geschieht wahrscheinlich auch, wenn man abends nach dem Zähneputzen etwas Öl zwischen den Zähnen durchzieht (Ölziehen).

Das Bild einer Audio-Wave-Aufnahme zeigt etwa 5 Amplituden pro Sekunde. Jede Amplitude erzeugt eine Spannungsspitze im Dentin.

5. Die Balkentheorie

Bei der Balkenbiegung entstehen gleichzeitig Zug- und Druckspannungen im Balken - so auch im Zahn. Das Bild zeigt einen übertrieben gebogenen unteren Eckzahn mit dem gequetschten und dem gedehnten Zahnhals.

Jede Laterotrusion hat 5-10 Spannungsspitzen.
Jede Knirschphase hat etwa 30 Laterotrusionen.
Pro Nacht gibt es etwa 70 Knirschphasen.

5 × 30 × 70 × 365 = 3'832500

Die Balkentheorie beim Kreuzbiss

Bei diesem Kreuzbiss entstehen auf der Aussenseite des Zahnes nur Zugkräfte beim Knirschen. Der Zahnhals wird also gedehnt. Deshalb ist keine Kerbe entstanden.

Knirschen

Zur Knirschkraft schreibt ChatGPT:

Die Knirschphasen finden vor allen im leichten Schlaf in den NON-REM-Phasen statt.

Die Zahnbelastung ergibt sich aus der Kaukraft, der Beisskraft im Schlaf, der Knirschdauer und der Zahl der Zähne, die beim Knirschen belastet werden.

1. 1000 ± 100 N = MVC
(500 ± 200 N = Normale Beisskraft)
2. 25 − 100% MVC = Knirschkraft im Schlaf
3. 10 sec − 5 min = Dauer einer Knirschphase
4. 10-20 Knirschphasen pro Stunde

Folgende Werte stehen in der Diss von Frau Dr. Salis-Gross (1996) mit 14 gesunden Probanden:

1. 500 ± 150 N = MVC
2. 30 − 95% MVC = Knirschkraft im Schlaf
   150 ± 50 N = normal
   300 ± 100 N = einmal pro Woche
3. 3−6 sec = normale Aktivitätsdauer
   18−53 sec einmal pro Woche
4. 5−20 Aktivitätsphasen pro Stunde

Knirschprotokolle

Die Personen 6 und 8 knirschten mit einer geringen Beisskraft öfters als Person 12 mit einer grossen Beisskraft. Person 6 mit einer Beisskraft von 35 Kg knirschte in einer Nacht bis zu 140 mal, während Person 4 mit 40 Kg Beisskraft nur etwa 70 mal knirschte.

Nicht die Beisskraft, sondern die Knirschdauer hat den grössten Einfluss auf die Belastung.

Korrosion

Korrosion ist die Reaktion einer Oberfläche auf die Umgebung. Sie wird durch zyklische Belastungen und durch ein Cl^--haltiges Korrosionsmedium gefördert.

Spaltkorrosion

Im Spalt zwischen Zahn und Amalgamfüllung entlässt Amalgam Kupfer, Zinn und Zink. Diese Ionen färben das Dentin grau-schwarz und grünlich. Dadurch einsteht nach Jahrzehnten ein durchschimmernder dunkler Hof rund um die Amalgamfüllung. Auch Quecksilber entweicht aus der Füllung. Es verbleibt jedoch nicht im Spalt, denn bei 37°C ist es flüssig. Überdies reagiert es allgemein nur träge mit anderen Substanzen.

Lochfrasskorrosion im Kerbgrund

54-jährige Patientin (24.03.2021 / 1165), Zahn 3+, Verfärbung durch häufigen Genuss von Heidelbeeren?

"Linienkorrosion"

Bei Zahnhalsdefekten, die tiefer als 1 Millimeter sind, entstehen linienförmige scharfe Kerben. Sie befinden sich stets zwischen dem Kerbgrund und der Gingiva.

Warum sind die Linien nur beim Zahnfleisch?

links:
Dieser keilförmige Defekt ist besonders tief. In der Mitte des Defekts ist ein kleiner dunkler Fleck. Das ist das Tertiärdentin.

rechts:
Die Linien befinden sich nur auf der gingivalen Seite des keilförmigen Defekts, obwohl die Zahnbürste den ganzen Defekt gleich abreibt. Die erste Linie ist etwa 2 mm, die letzte Linie etwa 4 mm vom Zahnfleischrand weg. Sie ist die tiefste Stelle (Kerbgrund) und überquert das Tertiärdentin in der Mitte (kleiner dunkler Fleck). Jenseits der Kerbe ist das Dentin glatt und ohne Linien.

1) Erster Zahnhalsdefekt

Wenn junge Erwachsene knirschen, dann biegen sich die Zähne im Bereich des Zahnhalses. Die Biegung verursacht einen Druck, der an der Oberfläche des Zahnhalses maximal gross ist. Deshalb wird dort das Dentin etwas weicher. In der Folge wird es beim Zähneputzen in kleinsten Mengen abgerieben. Nach etwa zehn Jahren ist der Defekt etwa ein Millimeter tief.

2) Kerbe im Zahnhalsdefekt

Nun konzentrieren sich die Kraftlinien bei einem axialen Druck beim Zahnhalsdefekt. Das bewirkt eine zusätzliche Schwächung des äussersten Dentins. Deshalb entsteht jetzt durch das Zähneputzen eine Kerbe genau bei den zusammenlaufenden Kraftlinien.

3) Bildung weiterer Kerbgründe

Im tieferen Zahnhals führen Knirschen und Pressen zu Kraftlinienkonzentration und zweifachem Biegungsdruck. Deshalb wird der Kerbgrund immer tiefer. Beide Seiten des Zahnhalsdefektes werden gleich geputzt, aber nur die koronal gelegene Seite wird abradiert.

Lochfrasskorrosion

Beim Zahnhals entstehen hohe Zugspannungen, und im Speichel ist immer Chlorid vorhanden.

Calzium ist ein Erdalkali-Metall und im Unterschied zu Metall sehr reaktionsfreudig. Es bildet als Ca⁺⁺ mit CO₃²⁻ sofort CaCO₃.

Haarriss und Randspalt

Hat es Bakterien in den Spalten?

Haarriss und Randspalt sind beide etwa 5-10 μm breit. Sie haben also nur wenig Platz für Bakterien. Die Kolonien so klein, dass sie keine Karies verursachen können. Erst bei breiteren Spalten werden die Bakterien kariogen.

Bei Kompositfüllungen ist der Randspalt mit Versiegler gefüllt und der Leerraum im Spalt trotz der Polymerisationsschrumpfung minimal klein.

Druckfestigkeit [N/mm²]

Druckkräfte sind kein Problem ausser bei älteren Zähnen, auf denen man mit 300 N knirscht. Da entstehen Druckspannungen am Zahnhals von 100 MPa (siehe unten), und die Druckfestigkeit ist wahrscheinlich deutlich unter 200 MPa.

Adhäsion Komposit − Dentin

1998 fanden B. Haller et al in Beständigkeit der Dentinhaftung von Komposit und Kompomer - eine in-vitro-Studie über sechs Monate bei acht Materialien Haftwerte von 18 - 48 MPa.

Adhäsion an altem Dentin

Die Adhäsion sinkt an den Randfasern auf 30 MPa und peripulpär auf 16 MPa. Parapulpärschräubchen verbessern den Halt gegen Schub und Zug. Sie wandeln die Zugkraft, die beim Kauen entsteht, in der Tiefe des Bohrloches in Druckkräfte um.

Parapulpärschräubchen

Parapulpärschräubchen verbessern den Halt gegen Schub und gegen Zug. Sie wandeln die Zugkraft, die beim Kauen entsteht, in der Tiefe des Bohrloches in Druckkräfte um. Ihre Abzugskraft beträgt etwa 100 N ( vgl. hier, Kapitel 3.3.2.2)

Wachstum des keilförmigen Defekts

Von 2014 bis 2020 sind die Defekte etwa 0.5 mm tiefer geworden. Sie stören die Patientin nicht und sind auch in mehreren Jahren noch sehr gut reparierbar.

Wachstum ohne Knirschen

Die Patientin hat schon 1989 die Zähne 65- verloren. Obwohl der 5+ seither nicht mehr belastet wird, hat er einen tiefen keilförmigen Defekt. War er damals schon so tief? Wohl kaum, weil er erst seit kurzem stört.

Als Erklärung bleibt nur ein initial kleiner Zahnhalsdefek, der bloss durch 30 Jahre lang Zähneputzen mit abrasiver Zahnpasta so gross geworden ist. Vielleicht erklärt das die seltsame Form des Defekts. Ohne Belastungen ist keine Rezession entstanden und blieb der Defekt nur 1 mm hoch, wurde jedoch immer tiefer.

Wie kann eine Zahnbürste die Schmelzwand hohl legen? Der nächste Zahn 6+ hat keinen Zahnhalsdefekt, obwohl er doch genau gleich wie der 5+ geputzt wird.

Veranlagung

Kräftige, drahtige und ehrgeizige Menschen sind oft heavy Bruxer. Hinzu kommen die Patienten mit sehr elastischen Sehnen. Sie finden in vielen verschiedenen Unterkieferstellungen gut passende Zahnkontakte. Elastische Sehnen zeigen sich zum Beispiel auf den Fingerknöcheln:

Hier sucht die Patientin die beste Zahnstellung, indem sie das rechte Kiefergelenk mit einer Hand nach vorne schiebt und mit der anderen prüft, ob die oberen und unteren Zähne in der Mitte übereinstimmen.

Die Zahnstellung kann man nicht durch Beissen und Knirschen verbessern. Sie stimmt nie 100% perfekt in allen möglichen Stellungen und Lagen. Eine solche Anstrengung kann im Gegenteil erst recht Kiefer- und Zahnschmerzen verursachen.

A

B

C

D

Drehpunkte im DVT

Kleine Kraft: Der Drehpunkt liegt in der gewichteten Mitte der Sharpey-Fasern. Die Wurzelspitze ist dünner ist als der Zahnhals und hat weniger Sharpey-Fasern als der Zahnhals. Deshalb befindet sich der Drehpunkt näher beim Zahnhals als bei der Wurzelspitze.

Grosse Kraft: Die Wurzel drückt gegen die innere oder äussere Alveolenwand. Ist sie dick, so verformt sie sich nicht und ist ein starrer Drehpunkt. Ist sie dünn, so verbiegt sie sich, und der Drehpunkt verschiebt sich dorthin, wo der Knochen fester ist.

Beispiel 1: Dieser obere Frontzahn hat nur dünne Alveolenwände, welche zusammen mit der Wurzel bewegt werden. Der Drehpunkt liegt bei der Wurzelspitze, wo der Knochen dicker ist.
Beispiel 2: Dieser untere Frontzahn hat eine dicke innere Alveolenwand. Sie verbiegt sich nicht, und der Drehpunkt befindet sich am Rand dieser Knochenwand.

Drehpunkt-Modell

Beim Essen befindet sich der Drehpunkt innerhalb der Wurzel im Zentrum der Sharpey-Fasern.

Beim Knirschen befindet sich der Drehpunkt vor, hinter oder über der Wurzel, je nachdem, wo der Knochen am stärksten ist.

Zuglagerung: Ohne Sharpey-Fasern würde die Wurzel überall gegen den Alveolarknochen drücken. Die Sharpey-Fasern verwandeln einen Teil der Querkraft jedoch in eine Zugkraft, die den Druck auf der gegenüberliegenden Seite mildert.

Grafik modifiziert aus Herbert F. Wolf et al.: Farbatlanten der Zahnmedizin, Band 1, Parodontologie, S. 460: Desmodontale und parodontale Zahnbeweglichkeit

Verbiegung beim Knirschen

Bei diesem Molar ist die linke Wurzel in einen Gipsblock eingegossen. Die rechte ragt in die Luft. Die Situation entspricht einem starken Knochenschwund mit Zahnstein bis zur Wurzelspitze. Nun wird die Wurzel rechts mit etwa 20 N quer angestossen. Weil die linke Wurzel fest ist und die rechte beweglich, muss sich der Zahn verbiegen.

Haarriss, 200 x

Ähnliche Belastungen gab es schon im Mund, weil die rechte Wurzel bereits einen Haarriss hat. Er entstand durch die Kombination von Knirschen und Zahnfleisch- schwund bei einer Wurzel.

In der Zone der Verbiegung wird das Dentin komprimiert und entstehen Spannungsspitzen.

Zähne mit und ohne Defekt

Der Zahn 34 hat zwei starke Schlifffacetten: eine links und eine rechts von der Höckerspitze. Es waren Millionen von Knirschbewegungen nötig, bis sie so gross geworden sind (Vergleich: 100'000 Herzschläge pro Tag). Der Höcker wird dabei jedesmal hin und her gepresst, und jedesmal verbiegt sich der Zahn mikroskopisch ganz leicht. Als Folge davon entstand der keilförmige Defekt beim Zahnhals.

Der Nachbarzahn 35 hat zwei leichte Kontakte mitten auf der Höckerspitze und im Grübchen. Er wird genau gleich geputzt wie der Zahn 34. Aber 35 wird beim Knirschen viel weniger belastet als 34. Deshalb hat er praktisch keinen Zahnhalsdefekt.

Wachstumsgeschwindigkeit
  = 1 Millimeter pro 10 Jahre

Der Zahnhals 15 hatte schon 2004 einen tiefen Zahnhalsdefekt und wurde damals mit Komposit gefüllt.

Seither hat sich das Zahnfleisch noch einmal um 2-3 Millimeter zurückgezogen. Deshalb ist die Wurzel unterhalb der Zahnhalsfüllung immer mehr an die Oberfläche gekommen.

Die Zahnbürste hat auch diesen tiefer gelegenen Teil der Wurzel abgerieben und innert 19 Jahren einen neuen tiefen Zahnhalsdefekt verursacht.

Klassische Balkenbiegung

Die Querkraft F_Q biegt den Balken vor allem in der Mitte. Dort entstehen oben und unten grosse Spannungen (Druck und Zug, ⬤)

Versteifungen und Schwächung

Die Wurzel ① und die Krone ② sind versteift. Hingegen wird der Zahnhals durch eine breite Pulpakammer ③ geschwächt.
Somit ist der Zahnhals eine Soll-Biegestelle, welche die Krone beweglich macht und ihr erlaubt, den Kaudruck gleichmässig auf die Nachbarzähne zu verteilen.

Druck gegenüber dem Zuglager

Die Sharpey-Fasern sind ein Zuglager. Sie sind nicht dehnbar und verhindern zusammen mit den weichen Blutgefässen zwischen ihnen jeden Druck im Lager. Ein Druck auf die Lagerwände bewirkt nämlich einen Knochenabbau.
Gegenübder dem Zuglager entstehen Druckspitzen im Dentin. Sie führen zu keilförmigen Defekten.

Die Wurzel hat mitten im V-förmigen Teil einen Drehpunkt. Es intrudiert eine Wurzelhälfte und extrudiert die andere. Dabei entsteht eine axiale Scherkraft, welche Wurzel-Längsfrakturen verursachen kann. Die dünne Aussenwand der Alveole ist nicht sehr druckfest.

Kronentypen

① Kompositaufbau: Druck, Zug und Scherung sind im ganzen Aufbau gleichmässig.

② Zahn: Der Schmelz versteift den Zahn graduell vom Zahnhals bis zur Schneidekante.

③ Porzellankrone (VMK): Die Krone ist steif. Die Spannungen konzentrieren sich am Zahnhals.

④ Implantat: Die Spannungsspitzen liegen im schlanken Sekundärteil subgingival.

Zug und Druck  

Zug = Dehnung (+),   Druck = Kompression (-)
Maximalwerte an der Oberfläche (Zentrum neutral)

Scherkraft

Die Scherkraft bewirkt eine Schubverzerrung je nach dem Schubmodul G
Maximalwerte im Zentrum (Oberfläche neutral)

Wellenförmiger Alveolarrand Frontzahn

1

2

3

1) +2 mit wellenförmigem Alveolarrand
2) +3 mit einer Dehiszenz bei normaler Zahnbeweglichkeit
3) +3 mit einer Fenestration und einer dünnen Aussenwand.

Die Bilder 2 und 3 weisen darauf hin, dass die Aussenwand der Alveole nur eine minimale Rolle spielt. Offenbar sind die Zähne vor allem an der Innenwand befestigt. Die Sharpey-Fasern bilden apikal ein Druckpolster und koronal ein Zuglager. Bei einer Hyperbalance ist es umgekehrt, was sich sofort unangenehm anfühlt.

Die proximale Alveolarwand

Zwischen den Zähnen befindet sich die proximale Alveolarwand. Sie hat eine interessante mechanische Funktion: Der Zug an diesen Fasern verkleinert den Druck an der Wurzelspitze.

① Exakt am Rand des klassischen Balkenlagers entstehen die grössten Spannungen.

② Die proximalen Sharpey-Fasern sind horizontal ausgerichtet und nehmen den grössten Teil der Querkraft auf. So vermindern sie die Zug- und Druckspannungen bei der Wurzelspitze.

Schutz der Wurzelspitze

Die Wurzel hat eine Grundrissfläche von 30 mm². Sie sinkt bei 10 N etwa 0.15 mm tief ein. Bei höheren Kräften ist kein weiteres Einsinken mehr sichtbar. Der Druck in der V-Region steigt proportional mit der Normalkraft F_N. s¯_V-Region = F_N / 30 MPa.

Aber in der I-Region beim Nerv beträgt er maximal
s¯_{max I-Region} = 10 N / 30 mm² = 0.3 MPa.

Allerdings werden die Zähne bei starken Knirschern kaltempfindlich. Offenbar wird der Nerv ab 100 N Kaukraft doch mit etwas mehr als 0.3 MPa belastet.

Mechanik des Zuglagers

1. Sharpey-Fasern

Wurzelspitze: Vertikale Fasern verhindern die Luxation des Zahnes.

Wurzelmitte: Aufsteigende Fasern verhindern die Intrusion des Zahnes und die Quetschung des Nervs bei der Wurzelspitze.

Zahnhals: Horizontale Fasern verhindern die Kippung des Zahnes über 0.1 mm.

2. Blutgefässe

Die Blutgefässe können durch Abschwellen den Druck bei einer Zahnkippung sofort vermindern.

3. Drehpunkt

Je näher der Drehpunkt bei der Wurzelspitze ist, desto weniger rotiert die Wurzelspitze bei einer Querkraft F und desto weniger wird der Nerv bei der Wurzelspitze gedehnt.

4. Rezessionen und keilförmige Defekte

In dieser Zone entsteht beim Knirschen Druck gegen den Knochen vorne und im Inneren des Zahnes wegen der Verbiegung des Zahnes. Auf chronischen Druck reagiert der Knochen mit einer Rückbildung (Rezession). Die Druckspitzen im Zahn lockern das Dentin an der Oberfläche, sodass keilförmige Defekte entstehen.

Wie entstehen keilförmige Defekte?

Meistens durch die Druckspitzen, aber auch durch Zugspitzen am Zahnhals. Beachte: Druckfestigkeit = 300 MPa, Zugfestigkeit = 15 MPa.

Druck

75-jähriger Patient (16.12.2019 / 217)

Zug + Haarriss

73-jährige Patientin (10.12.2019 / 2339)